Simufact Additive

增材制造或3D打印是一种新兴技术,通过逐层添加材料(例如金属粉末)或沿路径沉积来生成三维零件。

Simufact Additive


增材制造技术

——————————————————— 描述 ———————————————————

       增材制造(AM)或3D打印是一种新兴的制造技术。 AM技术允许将数字数据直接转换为物理产品。 乍一看,增材制造流程链可能看起来非常简短:计算机辅助设计(CAD)软件用于描述物理对象。 数字数据被传输到特殊的3D打印机,直接生成零件。

       但是听起来如此简单厉害却也面临很多挑战(见下文)......

       目前有各种印刷技术可供选择。 它们的共同之处在于它们都是通过逐层添加材料或沿路径沉积来构建3D对象。 不同的印刷工艺基于不同的材料(砂,固体或液体塑料,大量金属)和用于构建层的不同方法(如激光或电子束熔化/熔融/烧结金属粉末)。

带有支撑结构的增材制造部件(来源NTT Data Engineering)

———————————————— 金属增材制造的发展 ————————————————

应用领域

      增材制造的应用领域很广泛,这里我们集中讨论了金属增材制造(Metal AM)的工业应用。

      金属是3D打印发展最快的部分。金属AM越来越多地被用于制造最终用途的产品:

Ø  航空工业及供应商

Ø  汽车工业及供应商

Ø  机械(如涡轮机、特种机械)

Ø  医用植入物(牙科、骨科)

Ø  处理和机器人

Ø  生活方式和运动(如珠宝、自行车)

Ø  定制配件(如经典汽车配件、手术工具)



RenAM-500M-激光粉床熔融增材制造系统(资料来源:Renishaw)

—————————————————— 制造质量 ——————————————————

      航空航天和国防是最早开始使用AM技术的领域,他们也是第一批从小型研究项目发展到大规模生产的公司。空客、通用电气、Norsk Titanium公司、美国铝业等公司已经开始批量生产或投资AM的大型制造项目。

      多年来,汽车行业一直在采用3D打印技术进行模型的快速制作,预生产单个测试部件或完整的可视化模型。领先的汽车制造商正在尝试使用AM技术。第一应用领域可以是小批量生产或个性化生产。


金属增材制造中的典型挑战

      使用金属3D打印机进行增材制造的企业必然面对许多挑战。

商业角度的挑战:

Ø 每小时都有高昂的机器成本消耗(由于购买机器和耗电成本)
Ø 材料成本相对较高
Ø 机器可用性:机器上的实验测试降低了生产率


在构建板上添加制造的零件 - 没有支撑结构(来源:Renishaw)



技术角度的挑战:

      增材制造工艺的影响因素各不相同,其意义也各不相同,例如:

Ø不同的制作方法及其特殊物理性质
Ø不同的3D打印机及其机器对生产过程的影响
Ø不同的金属粉末质量

      AM过程涉及大量的机器输入参数(最多200个),所有这些参数都会影响部件最终的性能。在生产零件之前,你必须明确以下问题:

Ø就位置和属性而言,什么是最好的支持结构策略?
Ø最佳的构建方向是什么?

      复杂的相互作用导致生产部件的质量不一致。
      非最佳零件设计制造产生
由变形、残余应力导致的残次品。


————————————— 用于增材制造的SIMUFACT解决方案 ——————————————

             模拟粉末床融合过程

                          

                              粉末床融合

Simufact additive包括粉末床熔融过程的模拟,例如:

Ø选择性激光熔融(SLM)

Ø直接金属激光烧结(DMLS) - EOS技术

ØLaserCUSING®——激光技术概念

Ø 电子束熔化(EBM) -一个电弧技术

Ø更多…

激光熔束原理与机械方案(资料来源:Fraunhofer IWU)

        模拟激光沉积方法

                

                      沉积方法

Simufact welding包括激光沉积方法(LDM)的模拟

Ø  激光金属沉积(LMD)

Ø  直接金属沉积(DMD)

Ø  直接能量沉积

Ø  激光熔覆


                SIMUFACT ADDITIVE - 我们金属粉床熔融工艺解决方案

我们如何帮助您解决这些问题

      Simufact Additive是一种功能强大且可扩展的软件解决方案,用于模拟金属增材制造工艺。Simufact Additive可帮助您一次成功的生产AM零件:

ü  计算部件最终的变形并减少/避免变形
ü  最大限度地减少残余应力
ü  优化构建方向
ü  优化支撑结构
ü  在热处理,底板和支撑结构去除后也对部件进行调节
ü  降低材料和能源消耗成本
ü  通过用模拟替换测试,提高机器和人力生产力,同时减少不必要的成本

未来也可以
      ü  预测微观结构
      ü  指示基于标准的部件故障


 


相关应用领域