#3DStartup: Diabatix nutzt generatives Design und Kühlung im 3D-Druck

In den anspruchsvollsten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt oder der Automobilindustrie erfordert die Herstellung von Bauteilen umfassende Qualitätskontrollen, um ihre ordnungsgemäße Verwendung zu gewährleisten. Einer dieser zu berücksichtigenden Aspekte ist die Kühlung der Teile. Um eine höhere Qualität zu erreichen, müssen bestimmte Hersteller Kühlkanäle schaffen, die eine Überhitzung der Bauteile verhindern. Das Gleiche gilt für die Verwendung des 3D-Drucks als Produktionsmethode, insbesondere bei der Arbeit mit metallischen Werkstoffen. Aus diesem Grund hat das belgische Start-up-Unternehmen Diabatix die ColdStream-Plattform entwickelt, die es ermöglicht, seine generativen Designsysteme zur weiteren Kühlung von Teilen, auch von 3D-gedruckten, einzusetzen. Wir haben mit dem Team gesprochen, um mehr über das junge Unternehmen und seine Rolle in der additiven Fertigungsindustrie zu erfahren.

3DN: Können Sie sich selbst vorstellen und uns etwas über Ihre Beziehung zu 3D-Technologien erzählen?

Ich bin Lieven Vervecken, Gründer und CEO von Diabatix. Ich habe zwei Master-Abschlüsse im Ingenieurwesen und einen Doktortitel in Strömungsmechanik von der Universität Leuven (Belgien). Man kann also sagen, dass ich einen starken technischen Hintergrund habe. Unmittelbar nach Abschluss meiner Promotion im Jahr 2015 habe ich Diabatix gegründet. In den ersten Jahren konzentrierte ich mich auf die Technologie- und Softwareentwicklung, aber als das Unternehmen wuchs, verlagerte sich meine Rolle in Richtung Geschäftsentwicklung und Geschäftsmanagement. Heute habe ich einen Leiter für Forschung und Entwicklung sowie einen Leiter für Produkt und Betrieb in meinem Managementteam, die die volle Verantwortung für die technische Seite des Unternehmens tragen.

Lieven Vervecken, CEO und Gründer von Diabatix

Den ersten Kontakt mit dem 3D-Druck hatte ich in den Sommerferien meines ersten Studienjahrs im Jahr 2005. Ich hatte die Gelegenheit, einige Wochen lang als Student bei Materialise zu arbeiten. Ich war der „Assistent“ des Forschungs- und Entwicklungsingenieurs, der für die Entwicklung der Mammut-3D-Drucker verantwortlich war. Näher konnte man an die Entwicklung dieser Maschinen nicht herankommen. Das Gute daran war, dass ich diese Studentenarbeit 5 Jahre lang in Folge gemacht habe. Als Diabatix gegründet wurde, kannte ich daher die Möglichkeiten des 3D-Drucks und den Wert, den wir bringen könnten, wenn wir unsere Technologie in dieses Herstellungsverfahren einbringen würden.

3DN: Was ist Diabatix und wie ist die Idee zur Gründung des Unternehmens entstanden?

Diabatix ist ein belgisches Technologieunternehmen, dessen Schwerpunkt auf der Unterstützung von Unternehmen bei der Kühlung ihrer Produkte liegt. Ursprünglich begannen wir als Ingenieurbüro, um die genauen Herausforderungen und Bedürfnisse der Industrie in diesem Bereich zu verstehen. Die Chance, die wir erkannten, lag in den ersten Stufen des Kühlungsdesigns. Es fiel uns auf, dass sich die Vorgehensweise bei der Entwicklung eines Kältedesigns für das zu entwickelnde Produkt nicht grundlegend von dem Designprozess von vor 50 Jahren unterschied. Dieser beruhte erheblich aufs Ausprobieren, was mit einem großen Verlust an Entwicklungszeit und thermischer Leistung verbunden ist. Also nahmen wir die Herausforderung an, ein „generatives Design“ für thermische Komponenten zu entwickeln und eine effiziente Alternative anzubieten, die sowohl Geschwindigkeit als auch Leistung bietet.

Nach zwei Jahren Entwicklungszeit lieferten wir unseren ersten Proof of Concept und gingen zu einem projektbasierten Engineering-Geschäftsmodell über, bei dem wir unsere Software nur noch intern zur Betreuung unserer Kunden einsetzen. Im Jahr 2021 betrachteten wir unsere Software als ausreichend ausgereift und brachten sie als Online-Plattform namens ColdStream auf den Markt.

3DN: Woraus besteht die ColdStream-Plattform?

Es ist unser Kernprodukt. ColdStream ist eine Cloud-native Engineering-Plattform, die den gesamten Prozess der Kälteauslegung unterstützt, von der thermischen Analyse bis zur thermischen Ausarbeitung. Insbesondere die Möglichkeit, generatives Design auf Wärme- und Strömungsprobleme anzuwenden, macht ColdStream einzigartig. Die Nutzung der Plattform erfordert weder die Installation zusätzlicher Software noch spezielle Hardware. Die Plattform basiert auf modernsten Simulationsmethoden, die regelmäßig aktualisiert werden. ColdStream bietet Zugang zu verschiedenen Bibliotheken und einer breiten Palette von Funktionen, die eine einfache Fall- und Projektverwaltung ermöglichen. Wir sind stets bestrebt, die bestmögliche Benutzererfahrung zu gewährleisten. Die Plattform ist seit 2021 in Betrieb und wird von Kunden auf der ganzen Welt genutzt, von Tokio bis zum Silicon Valley.

Bild: Diabatix

3DN: Was sind die Vorteile der additiven Fertigung und gibt es irgendwelche Einschränkungen?

Das Besondere an unserer generativen Designtechnologie ist, dass Sie die Freiheit haben, die Fertigungstechniken zu wählen. Mit anderen Worten: Vor dem Start eines Konstruktionslaufs wählt der Benutzer das Fertigungsverfahren seiner Wahl aus, und die Software konstruiert automatisch innerhalb der Grenzen des gewählten Verfahrens. So wird beispielsweise ein Druckgussentwurf automatisch zweidimensional sein, ein Blechumformungsentwurf wird die Krümmungsbeschränkungen einhalten und so weiter. Natürlich ist es auch möglich, für die additive Fertigung zu entwerfen. Dabei werden u. a. Auskragungswinkel, minimale und maximale Featuregrößen und die Druckausrichtung berücksichtigt. Was mir an der Konstruktion für den 3D-Druck am besten gefällt, ist, dass ColdStream in der Lage ist, die zusätzliche Konstruktionsfreiheit voll auszuschöpfen. Dies spiegelt sich direkt in einer viel höheren thermischen Leistung im Vergleich zu anderen Techniken wider.

Wir haben vor kurzem eine Fallstudie zum Ersatz eines handelsüblichen CPU-Kühlers durch einen 3D-gedruckten Kupferkühlkörper abgeschlossen. Dies zeigt deutlich den Mehrwert, den die Kombination der generativen Designmethode mit dem 3D-Druck mit sich bringt. Wir haben einfach einen handelsüblichen Kühler gekauft und als Input für ColdStream die nominalen Betriebsbedingungen des Produkts vorgegeben, das anfängliche Kühlkörpervolumen als Designvolumen definiert und die bevorzugten 3D-Druckparameter festgelegt. Es ist kein anfängliches Rätselraten darüber erforderlich, wie das Design aussehen soll, sodass die Eingaben des Benutzers buchstäblich minimal sind. Mit einem Wärmewiderstand, der bei gleichem Druckabfall im Vergleich zum kommerziellen Produkt um 55 % niedriger ist, kann man zu Recht behaupten, dass sich der Wert bewährt hat.

3DN: Wie sehen Sie die Zukunft des generativen Designs im 3D-Druck?

Sehr gut. In den letzten Jahren habe ich eine spannende Entwicklung auf dem Gebiet der additiven Fertigung erlebt. Ursprünglich waren die Gründe für die Einführung des 3D-Drucks die Verringerung der Komplexität der Montage und die schnelle Herstellung von Prototypen. Doch mit dem Aufkommen der generativen Designwerkzeuge kam ein neuer Antrieb hinzu – die Funktionalität. Bauteile können nun mit Hilfe des generativen Designs für eine bestimmte Funktion entworfen werden, und aufgrund der Fähigkeiten dieser Designmethoden übertreffen sie in den meisten Fällen die von Menschen gefertigten Designs. Dank des generativen Designs gibt es nun die Möglichkeit, das zu entwerfen, was produziert werden soll. Dank der Flexibilität des 3D-Drucks geht dies weit über das hinaus, was man sich vorstellen kann.

Ich freue mich, dass Diabatix eine Vorreiterrolle bei der Entwicklung von generativen Designtools für die additive Fertigung im Zusammenhang mit dem Wärmemanagement einnimmt. Wir haben viele Anwendungsfälle gesehen, in denen ein effektives thermisches Design das wirtschaftliche Gleichgewicht von der traditionellen Fertigung zum 3D-Druck verschieben kann. Diese Entwicklung wird sich nur noch beschleunigen, da Kupfer, ein hervorragendes Material für das Wärmemanagement, nun zu einem Standardmaterial für den 3D-Druck wird.

3DN: Möchten Sie den Lesern noch etwas sagen?

Wenn Sie mehr wissen wollen, besuchen Sie unsere Website HIER. Sie enthält viele Informationen zur additiven Fertigung und Sie haben die Möglichkeit, unsere ColdStream-Plattform selbst auszuprobieren. Sie können auch auf LinkedIn mit mir in Kontakt treten.

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*Titelbildnachweis: Diabatix