LEICHTWERK v1.1 — Gebrauchsanleitung

Experimentelle Fassung. Nicht an realen Messwerten erprobt, von keiner Prüfstelle begutachtet; die hinterlegten Werkstoffkennwerte sind Literaturstartwerte ohne eigene Prüfung. Nutzung auf eigene Verantwortung, ohne Gewähr für die Richtigkeit der Ergebnisse.

Zweck

Zu einem Biegelastfall die leichteste druckbare Bauform finden, die den geforderten Nachweis noch trägt. Kein freies Optimieren, sondern das Abtasten weniger Bauformen, die jeder ohne Nacharbeit fertigen kann.

Eingabe

Kraft, Hebelarm, geforderte Sicherheit — dazu der Bauraum: verfügbare Breite und größte zulässige Höhe. Werkstoff, Lage im Bauraum und Düsendurchmesser.

Bauformen

Zeile anklicken zeigt das Schnittbild mit Bemaßung.

Was die Suche beachtet

• Bahnraster. Alle Wandstärken sind ganze Vielfache der Bahnbreite. Eine Wand von anderthalb Bahnen druckt der Slicer nicht — er macht eine oder zwei daraus, und die Rechnung stimmt dann nicht mehr.
• Beulschlankheit. Wände und Stege sind auf ein Verhältnis von Länge zu Dicke von höchstens 40 begrenzt. Ohne diese Grenze wählt die Suche immer die dünnstmögliche Wand — rechnerisch tragfähig, praktisch beult sie örtlich, lange bevor die Spannung erreicht ist. Die Balkenrechnung sieht davon nichts.

Größenordnung

PETG, 120 N am 100-mm-Hebel, Sicherheit 2, Bauraum 30 × 30 mm:

Bei gleicher Sicherheit. Der Grund für den großen Abstand: Höhe geht mit der dritten Potenz in die Steifigkeit ein, Wandstärke nur linear. Ein hoher dünner Querschnitt schlägt einen niedrigen massiven deutlich — solange er nicht beult.

Druckhinweise, die das Werkzeug ausgibt

• Rippen liegend gedruckt brauchen ab etwa 45° Überhang Stützen. Besser in Aufbaurichtung legen, dann drucken sie sich von selbst.
• Hohlräume brauchen eine Entlüftung, wenn lackiert, gereinigt oder erwärmt wird.
• Nutzt die leichteste Lösung die volle zulässige Höhe, ist mehr Bauhöhe der wirksamste Hebel.

Der Nachweis, der folgen muss

Die Schaltfläche in LASTWERK nachweisen übergibt den gewählten Querschnitt samt Maßen, Werkstoff, Kraft, Hebelarm und geforderter Sicherheit. Beide Dateien müssen dafür im selben Verzeichnis liegen.

Diese Suche rechnet statisch: keine Ermüdung, keine Einsatztemperatur, keine Kerbwirkung. Wie groß der Unterschied ausfällt, zeigt das durchgerechnete Beispiel — dasselbe I-Profil hält statisch mit Sicherheit 2,04 und bei 10 000 Lastwechseln nur mit 0,57. Für den dynamischen Nachweis fehlte Faktor 3,4 am Widerstandsmoment.

Ein Vorschlag von hier ist ein Entwurf, kein Ergebnis.

Grenzen

Biegung in einer Ebene nach Balkentheorie. Nicht enthalten: Verdrehung, Belastung quer zur Profilebene, örtliche Krafteinleitung (Bohrungen, Auflager, Verschraubungen) und Kriechen unter Dauerlast.

Der ausgewählte Entwurf gehört anschließend durch LASTWERK — dort sind Ermüdung, Temperatur, Kerbwirkung und Schichtverbund enthalten — und an Probekörpern belegt.

Keine Anwendung für sicherheitskritische, tragende, personenschützende oder medizinische Bauteile.

Lizenziertes Werkzeug · Nutzung nach Maßgabe des Lizenzvertrags, Weitergabe an Dritte nicht gestattet · Betreiberangaben sind vom Anwender einzutragen