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设计仿真 | Simufact 增材制造工艺仿真助力保时捷薄壁件打印


01保时捷GT2 RS 运动跑车简介

高性能运动跑车的制造数量有限,每年大约几千辆,于是Ampower率先在该领域展开了

图1 增材制造工艺链


图 1 展示了排气管部件的增材制造工艺链,采用激光束粉末床熔融技术进行加工,其中在Simufact Additive中仿真模拟了由增材制造打印任务、热处理、基板切割支撑移除、热等静压这几个关键阶段。


图 3:Simufact Additive 仿真结果(左)打印件扫描结果(右)


对于复杂的自由曲面,采用光学3D扫描,例如:海克斯康的测量设备以及计算机断层扫描(CT)可以精确的测量打印件的几何。在本次研究中,CT 图像结果被用于评估仿真工具的可靠性,例如变形情况预测和变形补偿。从打印结果可以看出整体精度主要受到粉末床熔融过程中残余应力(材料以每秒上千度的速度冷却时产生的)导致的变形和部件收缩的影响。



本研究揭示了激光束粉末床熔融工艺在汽车薄壁结构中应用的可行性。然而,该工艺相对较高的成本将限制其应用范围为:小批量、高端产品的制造。Simufact Additive 准确的预测了变形和收缩线,并可以基于仿真结果进一步进行改进工艺设计和验证,最终实现一次成功打印的目标。


03海克斯康增材制造方案

海克斯康Simufact增材制造工艺仿真包括:金属粉床熔融(PBF、SLM、DMLS等)、金属粘结剂喷射成型(MBJ)的增材制造工艺、以及送丝送粉的增材制造工艺(DED)。



针对金属粘结剂喷射成型,海克斯康Simufact Addiitive 专业的MBJ模块,可以进行该工艺的烧结过程仿真,可以考虑粘结后的零件的致密度、烧结过程中的重力影响、通过输入烧结工艺曲线仿真分析烧结过程中的收缩变形,而且具备自动迭代补偿变形的功能,能够自动迭代补偿变形结果,帮助用户解决烧结收缩变形等问题。


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