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仿真增强了3D打印性能

新的GPU加速工具有助于提高零件质量和性能。

新的GPU加速工具有助于提高零件质量和性能。

惠普和Dyndrite已在新的普遍构建经理上进行联盟。图片由惠普提供。


随着若干组织拥抱适用于原型制造和生产部件的添加剂制造,越来越清楚,需要新的方法来确保部件质量和可靠性。由于不同的印刷技术的细微差别,由于翘曲,温度,机器性能和可以从打印机变化的其他因素,以及在同一台机器上的打印之间的其他因素可能存在最终印刷品的变化。

3D打印机制造商和仿真软件供应商通过创建可以提前模拟构建过程的工具以及监控REAL的其他解决方案的工具响应 时间使调整可以提高质量并减少废料。 

这些仿真工具和实时监控,其中许多在最近的虚拟FormNext事件中显示,需要新的计算马力级别。为了利用适用于添加剂制造的设计,公司越来越需要利用更快,基于GPU的资源,并在其工作站和HPC集群中进行模拟。

“我们处于制造硬件超越软件的独特点,”Dyndrite的Harshil Goel说,Dyndrite的创始人兼首席执行官制定了一种简化CAD-To-Print流程的解决方案,并正在与主要供应商建立伙伴关系。

其他公司已宣布各种仿真和设计 - 添加剂(DFAM)产品,该产品旨在提高初始设计的可制造性,并通过原位模拟提高零件质量。 

台式金属已发布活烧结, 一种新的烧结过程仿真软件,可以在烧结过程中纠正粘合剂喷射3D打印件的收缩和失真。台式金属表示,使用新软件的使用程度地消除了物理试验和错误的需求,并且可以使用粘合剂喷射烧结在挑战几何形状上。 

烧结是粉末冶金制造工艺的关键步骤,包括粘合剂喷射。它涉及在熔点附近的加热部件以赋予强度和完整性,并且通常使部件从原始印刷或模塑尺寸上缩小20%。在此过程中,不正当地支持的部件也面临变形的风险,这可能导致开裂,失真 或者需要昂贵的后处理以实现尺寸精度。

台式金属Live Sinter工具利用GPU加速来模拟收缩和失真。 图片由桌面金属提供。

过去,专家必须通过在零件设计中创建支持或其他调整来依赖试验和错误来调整该收缩/失真问题。根据台式金属,Live Sinter可以尽量减少对这些手动调整的依赖,而无需用户在粉末冶金的专家。

据该公司介绍,烧结后的现场烧结会导致近净形状的零件,实现紧张的形状和尺寸公差,同时减少或消除需要烧结支撑。这意味着添加剂制造工程师现在具有用于测试快速和可预测的烧结结果的软件选项。该公司表示,仿真结果可准备好只需5分钟,负面偏移几何形状即可少至20分钟。

烧结仿真是一种复杂的多体问题,涉及建模零件和材料如何应对多种因素,包括重力,收缩,密度变化,弹性弯曲,塑性变形,摩擦拖动等因素。 LIVE SINTER在GPU加速的多体学带上运行,能够建模碰撞和数十万连接的粒子块和刚体之间的相互作用。多士动机’使用集成的无网格有限元分析(FEA)来改进动态模拟,该分析(FEA)计算跨部件几何形状的应力,应变和位移,用于预测收缩和变形,而且还验证烧结部分的可行性 - 基于添加剂制造在构建之前。

Live Sinter预测烧结过程中零件的收缩和失真,并自动补偿此类变化,创造“negative offset”一旦印刷,几何形状将烧结到原始的预期设计规范。  

GPU-Accelerate Build Prep

惠普宣布了它 通用构建经理由Dyndrite提供支持 10月份利用Dyndrite GPU加速的建立准备和管理解决方案。 Build Manager是该过程可靠的工具,该工具可以提供CAD-to-Print工作流,包括CAD导入,图案化,嵌套,标签,支持生成和切片。其中建立的Dyndrite解决方案利用NVIDIA GPU进行自动化和工作流集成的计算加速和Python API。

“添加剂制造始终有令人难以置信的潜力来破坏全球制造市场,但受到关注调整传统制造软件的关注,以解决适应性制造的独特问题”Ryan Palmer,全球软件,数据和自动化负责人,惠普个性化&工业业务。“我们正在使用Dyndrite提供必要的工具和基础设施,以便在尺度上实现添加剂。”

STRATASYS和NTOPOLOGY联合组合以自动产生夹具和夹具设计。 图像礼貌的鼻腔楼。

Stratasys与Ntopology合作,通过有针对性的制造解决方案加速设计 - 打印工作流程。第一个,11月宣布的是 FDM装配夹具发电机 自动化夹具和夹具的设计,使工程师能够将零件文件快速将零件文件转换为即用简单的拖放和丢弃的即用的夹具。它'S现在通过NTOP平台使用。

西门子同时,利用机器学习来评估3D印刷部件的疲劳性能。 

“正如您所能认为,产品性能预测变得越来越重要,因为添加到功能部件印刷的原型化和设计研究中的添加剂制造转变,“西门子副总裁Aaron Frankel写道’添加剂制造软件程序,在最近的博客中。“因此,SimCenter 3D专业耐用性的AM增强耐久性模拟结合了实验数据和基于物理建模的功率。我们利用开放式求解器技术来计算结构的耐用性,占关键疲劳影响因素。“ 

新工具计划于2021年提供。西门子也与Sintavia,金属添加剂制造商合作,连接和自动化添加剂,以提高设计打印循环的效率。

另一个工具,Atlas 3D Sunata,也利用GPU加速来模拟3D金属印刷中的热扭曲。

在Dyndrite的Goel,认为添加剂制造中的下一个计算前沿将计算资源将计算资源推到网络边缘,然后向下移动到打印机。“打印机的尺寸和分辨率越来越大,这意味着打印需要更多的数据,” Goel says. “需要在制造点到处理该数据的东西。”

随着构建卷的增加,创建对象所需的数据均均增加。“这只是因为机器大小而变得更糟,” Goel says. “该数据所需的数量正在迅速增加。人们也在制作更复杂的东西。您需要更好更复杂的几何发动机来处理那些更复杂的东西。”

这可能意味着实时的可能性,原位运行模拟可以有助于提高印刷质量和可预测性。“如果您能够在打印之前计算和模拟零件,则成功打印的可能性上升,”Shawn Hopwood说,Dyndrite首席营销官和OEM关系负责人。

“如果在机器中放置GPU,打印机将在打印,重新模拟它并动态调整它时分析该部件,” Goel says.“That’■只有当机器本身足够快的时间来计算。”

模拟其他过程

这种迁移到更强大的仿真LED制造不限于添加剂技术。 11月,Altair推出 Altair激发模具 用于模拟注塑成型。该公司表示,该解决方案可以帮助用户提前做出更好的设计决策,并优化成品零件的可制造性。 Altair利用GPU加速在许多仿真和渲染解决方案中。

现在可以在开发过程的开始时进行新组件的可制造性,并且在任何昂贵的投资在模具中进行任何昂贵的投资之前,减轻了诸如翘曲,沉降标记和短镜头等缺陷的风险。该解决方案最终将与新的Altair材料数据中心(MDC)集成。 Altair还提供用于铸造,成型,挤出和添加剂制造的制造模拟。

六边形'S制造智能部门已更新其加工仿真产品NCSIMUL,通过预测机器的奇点点,然后避免它来解决5轴加工不稳定。 

“奇点点分析使得几乎可以实现复杂零件的所需表面质量,然后进入车间以切割第一部分,”菲律宾legoupi说,产品所有者,六角形’S制造智能部门。“NCSIMUL现在也模拟了目标机器的性能,以评估当5轴切割系数接近100%时,使用户可以修改股票取向和位置以达到所需的进料速率。拥有这两个能力,制造商现在可以减少5轴循环时间并为任何部位实现一致的质量。”
 

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