3D金屬列印模擬的終極PK

June 27, 2018

 

前言

“增材製造技術已被更廣泛地普及,在工業應用領域,已經從原型和模具的製造擴展到直接的零件生產領域。

隨著更多的企業加入到增材製造領域, 尤其是金屬列印領域,不少企業發現,即便不做設備研發,單純是靠增材製造設備提供列印服務,這一領域亦存在著不小的門檻。

 

為什麼會這樣?

 

 

無論是列印義肢,還是想現場製造橋樑的一部分,或者列印汽車零部件。存在的重大挑戰是增材製造過程中的可靠性和可預測性,這些障礙也給產品的品質認證帶來制約,並限制了3D列印擴展到更廣闊的工業領域。

所以,對於企業來說買了昂貴的設備只是第一步,還需磨練內功駕馭從材料到建模以及加工製程,其中“如何通過仿真模擬來獲得可靠的設計?”,“仿真模擬如何增強增材製造設計的穩定性?我們能不能第一次就列印出想要的產品?”是企業需要面臨的一大挑戰。

獲得所需的金屬增材製造部件通常需要多次列印測試,既昂貴又費時。零件越大越難列印。究其原因,不是印表機的品質問題,而是金屬列印工藝的複雜程度和多方面因素影響。

 

3DXpert可以幫您實現:

 

 

  • 儘量減少構建嘗試的次數

  • 預防印表機損壞的風險

  • 在同一個環境中設計&驗證構建

  • 縮短設計和模擬反覆運算的時間

在3D列印中,模擬在不同的環節都可以發生作用:生成功能性產品的設計,生成晶格結構,校準材料,優化生產工藝,以及優化關鍵部位的性能表現。

增材製造的優勢是獨一無二的,從説明設計人員打破傳統製造約束的限制,激發設計師的的設計水準到新的高度。這些都以滿足工程要求的性能為目標,而不需要犧牲零件的強度或性能。輕量化就是一個很好的例子。

增材製造還提供了創建極其複雜的內部晶格結構的能力,這是完全不可能通過傳統的製造技術來獲得。輕量化使得額外的零件重量減少,通過拓撲優化的晶格,不但在晶格大小方面可以實現豐富的漸變風格以滿足不同區域的材料分配要求,還可以實現不同區域不同形狀的晶格結構,以實現對應的力學要求。某種意義上,小編看來材料變得“可程式設計”。

3DXpert 編輯的各種晶格結構

 

3D列印成品

 

 

 

 

“可程式設計”的材料,以金屬合金為例,高強度的雷射被應用到粉末床上,沿著電腦輔助設計的軟體模型引導的路徑來層層熔化金屬。融化的金屬粉末冷卻凝固又與新一層冷卻凝固的金屬結合在一起,這其中的相變,冷卻率,列印速度等機械加工參數都引導冶金和微觀結構的變化。

這些增材製造出來的零件,比傳統的製造方法如鑄造的力學性能強。然而,這與多尺度、多物理性質的製造工藝有關。通過模擬軟體,可以實現金屬微觀力學行為的物理特徵呈現,使得對設計的模型在增材製造過程中將要發生的微觀變化實現更好的控制。