設計仿真 | 面向增材制造工藝的打印數(shù)據(jù)準備解決方案

引言

增材制造（Additive Manufacturing，簡稱AM），通常也被稱為3D打印，是一種采用逐層堆疊或者燒結，直接制造與相應數(shù)學模型完全一致的三維物理實體模型的新興制造技術，它與傳統(tǒng)的切削或去除材料的制造方法截然不同。增材制造的核心概念是通過逐層堆疊或添加材料，逐漸構建三維結構，而不是從一個塊材料中削減或去除材料以獲得所需形狀。針對這一技術，除了打印設備，軟件技術中的增材制造結構設計、工藝仿真、制造工藝數(shù)據(jù)處理、打印數(shù)據(jù)準備等也是該技術的核心關鍵。

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增材制造工藝方案

?？怂箍翟霾闹圃旃に嚪桨负w了整個增材制造工藝流程，從前端結構輕量化設計、創(chuàng)成式設計、拓撲優(yōu)化，實現(xiàn)增材結構的設計，到增材制造結構定位、支撐創(chuàng)建、定位和排布、打印策略、打印過程仿真、層切片數(shù)據(jù)可視化、成本評估，實現(xiàn)增材過程的參數(shù)準備，還涵蓋了增材制造工藝仿真優(yōu)化，預測打印過程的變形、開裂、收縮線、卡刮刀、應力集中等，通過變形補償自動優(yōu)化，幫助實現(xiàn)一次打印成功。補償優(yōu)化后的結構，可以再次進行結構的優(yōu)化設計，也可以進行打印參數(shù)準備，實現(xiàn)增材制造工藝參數(shù)的閉環(huán)。幫助用戶解決3D打印過程中的問題。

圖：?？怂箍翟霾闹圃旃に嚪桨甘疽?/p>

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金屬增材制造工藝打印數(shù)據(jù)準備

?？怂箍灯煜碌腃ADS Additive GmbH與Simufact 增材制造工藝仿真、Apex Generative Design創(chuàng)成式設計等軟件形成完整的增材制造方案，幫助用戶解決增材制造過程中的各個階段面臨的問題，其中CADS Additive的AM Studio提供了面向金屬增材制造工藝打印參數(shù)準備方案，可實現(xiàn)輔助零件定向、支撐創(chuàng)建、定位和排布、打印過程仿真、打印策略、層切片數(shù)據(jù)及可視化層切片數(shù)據(jù)、成本評估等。

AM Studio可以基于不同的權重影響，自動計算零件的擺放角度，輔助零件定向設計。軟件在Orientation Maps中提供了一個特別友好的圖形顯示，考慮因素包括打印時間、支撐質量、變形趨勢等，通過不同權重的選擇，可以直接顯示定向預覽，更直觀的顯示定向。

圖：AM Studio輔助定向

AM Studio在支撐創(chuàng)建功能中也非常有特點，包含塊支撐、線支撐、桿支撐、自適應胞元支撐、樹形支撐等多種支撐創(chuàng)建功能，而且支撐創(chuàng)建時可以組合不同類型的支撐進行支撐創(chuàng)建，支撐創(chuàng)建高效，此功能也集成到Simufact Additive，詳細內容請參考設計仿真| Simufact Additive增材制造支撐創(chuàng)建功能。

圖：AM Studio支撐創(chuàng)建

AM Studio的定位和排布功能，可以對單個零件進行自動填充打印機的基板，以最具成本效益的方式進行3D打印。同時所有版本的支撐參數(shù)等參數(shù)都是相同的，更改參數(shù)只需要在一個零件上進行更改，更改后自動對應所有零件，參數(shù)更改便捷快速。

圖：AM Studio定位和排布

AM Studio中可定義打印策略，將配置打印策略參數(shù)（切片、路徑規(guī)劃（孵化）和工藝參數(shù)），根據(jù)所選打印機，從最小設置到最高保真度（專家模式）。包含所有可用的OEM參數(shù)和AM Studio高性能參數(shù)，可根據(jù)需要微調的打印作業(yè)。在AM Studio中可以查看之前生成的切片層數(shù)據(jù)，為此，生成的激光路徑被加載并可視化，可以查看詳細的工藝數(shù)據(jù)。

圖：AM Studio層切片可視化

AM Studio軟件中嵌入了simufact additive的求解器，可以對增材工藝過程進行仿真，并且通過計算項目的預估打印時間，提高了打印成本預測的準確性。

AM Studio在輔助零件定向、支撐設計、定位和排布、層切片等方面優(yōu)勢明顯，尤其層切片數(shù)據(jù)處理時間非?？焖伲鞔蟠蛴≡O備主機廠非常認同。AM Studio 補足了海克斯康增材制造工藝方案在打印參數(shù)準備階段的不足，為用戶提供了一站式增材制造解決方案。