新的仿真应用程序 革新3D打印工作流程

寂静回声

英国3D打印服务提供商MTC（Manfuacturing Technology Center）现在开发出一款新应用程序，该应用程序对于众多3D打印生态系统制造商来说非常有用的系统。该团队一直在使用仿真软件来测试组件的设计，并且最近开始开发应用程序，使多个不同部门能够随着时间的推移模拟制造部件的性能。这鼓励了多学科合作，以便在设计阶段改进部件并简化工作流程。

MTC主要涉及航空航天公司，为他们提供设计和原型，并研究新的3D打印技术以优化其客户运营。 DLM 3D打印是激光粉末床融合的一种形式，是最常用的技术之一。尽管这在分辨率和准确性方面拥有明显的优势，但缺陷也相对普遍。由于高温梯度和快速冷却的热循环会在沉积过程中导致残余应力，并且这会逐渐改变微结构，从而导致最终部件发生变形。
如果不彻底检修制造过程，很难避免这些变形，但MTC设计了一种巧妙的方式，以保持零件制造过程中的必要精度和质量标准。该团队使用物理仿真来预测变形将如何发生，然后从中反向工作。这使得设计师可以相应地调整其初始设计。


MTC物理模拟部门的组长Borja Lazaro Toralles说：“我们创建了一个仿真预测零件构造过程中的应力和变形，以便让我们清楚地了解它在印刷过程中如何变形的。”Toralles说。 “一旦我们掌握了这些信息，就可以反转零件设计中的扭曲，从而使我们能够提前解决扭曲问题，从而使最终产品扭曲成我们实际想要的形状。”
该团队通常使用COMSOL Multiphysics软件环境进行虚拟设计测试，验证和性能预测。在这个平台中，可以根据COMSOL模型开发更小的应用程序。他们开发的应用程序能够使用物理仿真预测结构的变形，并且设计人员，研究人员和工程师可以使用它，而无需理解原始仿真模型或必须了解制造过程的所有信息。
“传统的增材制造模型非常详细，直至微观结构。但是由于计算成本的原因，它们不适合仿真大部分构建，“Toralles解释说。 “他们永远占用。但是我们仍然需要了解整个零件在印刷过程中的表现。为了避免这种情况，我们将印刷版本的各层结块并根据实验数据施加分析温度场。这减少了解决时间，但仍然提供了准确的解决方案。“

COMSOL模型的输入参数为应用程序进行了参数化，包括材料属性，集总层厚度，部件上的构建板固定，网格元素大小等。这意味着相同的型号可用于各种不同的材料，从航空级钛到不锈钢，可测试任何形状或尺寸的零件。该应用程序可以在线获得，并且设计用于由仿真工程师和零件设计师进行分析。为了缩小不同部门之间的差距，应用程序内置了一些功能，可以阻止某些类型的更改，从而防止发生无意的错误。这意味着与该零件相关的每个人都可以访问相同的预测模型，并且可以轻松地相互分享信息，这种增加的可访问性导致整个原型制作工作流程得到优化，适用于各种不同的客户