#3DStartup: Manufacturing Technology Project verwandelt den 3D-Metalldruck in einen vorausschauenden Prozess

Manufacturing Technology Project (MTP) ist ein junges US-amerikanisches Unternehmen, das Engineering-Tools entwickelt. Diese kombinieren künstliche Intelligenz, Multiphysik-Simulationen und digitale Zwillinge, um Fertigungsprozesse zu optimieren, vorausschauende Modellierungen zu ermöglichen und langfristig eine autonome Produktionssteuerung zu realisieren. Das Vorzeigeprodukt heißt AdditiveM und ist, wie der Name schon sagt, auf die additive Metallfertigung ausgerichtet. Dabei handelt es sich um eine Simulationsplattform, die unter anderem dazu beiträgt, die Leistungsfähigkeit von 3D-Druckprozessen zu verbessern. Wir haben mit Hamed Hosseinzadeh, President & Tech Strategist, gesprochen, um mehr über die ambitionierten Projekte dieses Start-ups zu erfahren.

3DN: Können Sie sich kurz vorstellen?

Ich bin Ingenieur für Maschinenbau und computergestützte Materialwissenschaften sowie Präsident und technischer Stratege von Manufacturing Technology Project (MTP). Ich habe Erfahrung in physikalischer Modellierung, Multiphysik-Simulation und KI-gestütztem Engineering, mit besonderem Fokus auf fortschrittliche Fertigungstechnologien und Materialverarbeitung.

Hamed Hosseinzadeh

3DN: Was genau ist Manufacturing Technology Project?

Manufacturing Technology Project (MTP) ist ein Hightech-Unternehmen, das eine neue IT- und KI-Infrastruktur für die digitale Fertigung der nächsten Generation entwickelt.

Ich habe MTP gegründet, um die Lücke zwischen hochpräziser physikalischer Simulation und realen Fertigungsprozessen zu schließen. Ziel war es, eine neue Generation von Engineering-Tools zu entwickeln, die Multiphysik-Simulation, physikbasierte KI und digitale Zwillinge kombinieren. Dadurch sollen prädiktive Modellierung, Prozessoptimierung und langfristig eine autonome Steuerung von Fertigungssystemen möglich werden.

Unsere erste zentrale Plattform, AdditiveM, wurde entwickelt, um eine qualifikationsfähige Prozess- und Leistungsmodellierung für die additive Metallfertigung bereitzustellen.

3DN: Können Sie uns mehr über AdditiveM erzählen? Was sind die wichtigsten Funktionen?

AdditiveM ist eine physikbasierte Simulationsplattform für Prozesse und Bauteilleistung in der additiven Metallfertigung. Sie fungiert als digitaler Zwilling des Druckprozesses, indem sie die vollständige thermomechanische Historie eines Bauteils erfasst und diese mit Restspannungen, Verformungen, Mikrostruktur und schließlich Ermüdung und Leistung in Verbindung bringt.

Im Kern basiert AdditiveM auf einer gekoppelten multiphysikalischen und multiskaligen Modellierung, unter anderem:

• hochpräzise transiente thermische Simulation des schichtweisen Schmelzprozesses und der Wärmeakkumulation
• thermo-elasto-plastische mechanische Modellierung mit temperaturabhängiger Plastizität, Verfestigung, zyklischer Härtung und Bauschinger-Effekt
• Vorhersage von Eigenspannungen, Verzug und rissanfälligen Bereichen
• Analyse von Spannungs- und Dehnungshistorien im Hinblick auf Ermüdung und Leistungskennzahlen
• stochastische und KI-gestützte Module zur Berücksichtigung von Anomalien und Unsicherheiten
• direkte Verknüpfung von G-Code, Scanstrategie, Materialeigenschaften und Maschinenparametern mit der strukturellen Integrität des finalen Bauteils

AdditiveM platform

3DN: Ist es mit allen 3D-Metalldruckverfahren kompatibel?

AdditiveM wurde bewusst als prozessunabhängiges Rechenframework entwickelt und nicht als Lösung für nur ein einzelnes Verfahren. Derzeit konzentriert sich die Plattform auf das Pulverbettschmelzverfahren (PBF) und das Laser-Materialauftragungsverfahren (DED), bei denen bereits detaillierte thermische und thermoelastoplastische Simulationen durchgeführt werden. Die gleiche physikalische Grundlage kann auf andere additive Fertigungsverfahren für Metalle ausgeweitet werden, da die zugrunde liegenden Phänomene (Wärmeübertragung, Phasenwechsel, plastische Verformung, Restspannung und zyklische Belastung) universell sind.

3DN: Was sind die wichtigsten Vorteile Ihrer Plattform? Welche Herausforderungen löst sie?

Der zentrale Vorteil von AdditiveM besteht darin, dass die additive Metallfertigung von einem Trial-and-Error-Prozess in einen vorhersagbaren, physikalisch basierten und KI-gestützten Arbeitsablauf weiterentwickelt wird. Gleichzeitig bleibt die Software recheneffizient genug, um auf normalen Engineering-Workstations oder sogar leistungsstarken privaten Laptops zu laufen.

Technisch und industriell adressiert AdditiveM vier grundlegende Herausforderungen:

• Bedarf an hochpräzisen, physikalisch basierten Vorhersagewerkzeugen: Viele Fehler in der additiven Metallfertigung entstehen durch Eigenspannungen, elasto-plastische Verformungen und mikrostrukturelle Ermüdung. AdditiveM begegnet diesem Problem durch gekoppelte thermo-elasto-plastische Modellierung.
• Fehlende Verbindung zwischen Prozessparametern und Bauteilleistung: AdditiveM schafft eine echte Verbindung zwischen Prozesssimulation und Performance im Sinne eines digitalen Zwillings. Scanstrategie, Laserleistung, Geschwindigkeit, Schichtdicke und Materialeigenschaften werden direkt mit Verzug-, Spannungs- und Ermüdungskennzahlen verknüpft. Dadurch wird eine erfolgreiche Fertigung bereits im ersten Versuch möglich.
• Fehlen einer großen validierten, physikalisch basierten Datenbank und physikalisch intelligenten Lernverfahren.
• Rechenaufwand und Zugänglichkeit: Eines der Hauptziele des MTP ist die Entwicklung hochoptimierter numerischer Algorithmen und physikalisch sensibler Solver mit reduzierter Ordnung, die die Simulation erheblich beschleunigen und gleichzeitig die physikalische Genauigkeit bewahren.

Langfristig soll AdditiveM daher nicht nur ein Simulator sein, sondern sich zu einer KI-erweiterten Plattform für physikbasierte digitale Zwillinge entwickeln – zur Unterstützung von Design, Prozessoptimierung, Qualifizierung und künftig auch einer intelligenten Closed-Loop-Steuerung additiver Metallfertigungssysteme.

3DN: Wer nutzt AdditiveM hauptsächlich?

AdditiveM richtet sich an Ingenieur:innen und Forschende, die ein tiefgehendes physikalisches Verständnis der additiven Metallfertigung und deren Einfluss auf Bauteilintegration und Leistung benötigen.

Dabei geht es den Anwender:innen nicht nur um die Visualisierung von Prozessen, sondern um die Entwicklung prädiktiver digitaler Zwillinge, die Prozessparameter mit struktureller Integrität und langfristiger Performance verbinden.

3DN: Ein abschließendes Wort an unsere Leser?

In der additiven Metallfertigung beginnt eine neue Ära, in der Qualifikation, Zuverlässigkeit und Intelligenz ebenso wichtig sind wie geometrische Freiheit.

Unser Ziel bei MTP ist es, die notwendige IT- und KI-Infrastruktur für diesen Wandel bereitzustellen: Weg von Trial-and-Error, hin zur digitalen Qualifizierung; weg von isolierten Simulationen, hin zu lebenden digitalen Zwillingen; und weg von rein datengetriebenen Modellen, hin zu physikalisch intelligenten Systemen, denen Ingenieur:innen auch bei kritischen Anwendungen vertrauen können. Besuchen Sie unsere Website, um mehr zu erfahren.

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*Bild: Manufacturing Technology Project