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万博ANSYS的博客

2019年2月26日

增材制造设计确保零件满足公差

满足公差一直是减法和增材制造的挑战。

例如,如果制造商不能生产符合规定尺寸限制的零件,他们就无法满足客户的需求。

近几十年来,随着半导体和印刷电路板等元件的缩小,公差变得越来越严格


仿真帮助制造商确保使用添加剂制造零件
制造将满足公差。

此外,需要在装配中进行更精确的配合,以提高具有运动部件的产品的性能。万博网

制造商不断调整他们的加工技术,以满足传统制造工艺中的这些公差。在减法制造中,机械师从一块材料开始,精确地切割它,直到得到最终所需的形状。

这就像一个关于米开朗基罗如何雕刻他的杰作《大卫》的古老笑话。他只是把不像大卫的东西都凿掉了。当然,如果雕刻真的那么简单,我们都能成为雕刻大师了。

增材制造(AM)的日益普及——从无到有,一层一层地制造零件——创造了新的机会,同时也带来了新的公差挑战。模拟可以克服这些挑战。

公差是增材制造的主要挑战

零件在打印时变形,特别是在粉末床金属AM中。

以AM工艺为例:机器根据设计的图案在基板上铺上一层金属粉末。

激光加热粉末颗粒直到它们融化。当熔池冷却时,它会收缩并形成固体结构。

AM机器然后在第一层上沉积第二层金属粉末。


添加剂制造的零件变形
在不同
热膨胀度。

然后激光会融化第二层粉末颗粒,但在这个过程中,它也会加热第一层。当这些层结合在一起时,由于层中不同程度的热膨胀,应力就会增加。

变形使其极难满足严格公差。结果,很多零件都报废了。在最坏的情况下,变形的部件可能会干扰AM机器的运动,导致制造失败和设备损坏。

增材制造模拟拯救

万博Ansys开发了仿真解决方案,使制造商有信心,零件将满足所有设计规范,而不会损坏AM机器。

增材制造的设计(DfAM)并不能消除零件制造过程中由于热应力和机械应力而产生的变形——它只是将变形考虑在内,并将其构建到原始设计中。


制造商可以导入CAD文件到添加剂打印
帮助他们设计增材制造。

这就像一个高尔夫球手,他知道他总是把球从球座上划开,导致球落在右边的粗糙区。所以,他的目标是稍微向左开球,以弥补失真的理想飞行路线的高尔夫球。现在,球落在球道中间。

Ansy万博s优势文章确保增材制造的成功讨论了Ansys如何将DfA万博M集成到万博Ansys Additive Print帮助工程师实现首建成功。

添加剂打印让制造商在使用实际的金属粉末和激光进行AM打印之前看到它的模拟。在将他们的CAD或STL文件导入到Additive Print后,制造商可以可视化他们的设计在打印过程中会发生什么。然后他们可以相应地调整设计。

增材制造设计案例研究

在Ansys 万博Advantage文章中获得金属3D打印第一次与Ansys添加剂打印万博来自Ansys渠道合作伙伴PADT, Inc.的工程师描述了他们万博如何使用模拟来改变他们几十年来一直使用标准制造技术制造的部件的设计。

虽然PADT工程师在过去25年里一直在使用AM塑料,但他们在一年前才开始使用金属AM。


增材打印中的t管模拟帮助PADT工程师在用增材制造制造零件时满足公差要求。

在激光粉末床AM技术的实验过程中,他们经历了不同的成功。一些金属部件接近公差,而另一些则“像薯片一样卷曲”。

为了更好地了解金属基AM, PADT工程师转向了他们使用了几十年的t型管部件。

通过在Additive Print中模拟这个众所周知的部件,他们了解到他们必须对t型管设计进行一些修改,以便在使用AM制造时满足客户的公差。

万博Ansys的AM模拟解决方案消除了金属AM的猜测,同时降低了因废弃零件和原材料损失而导致的成本。要了解更多信息,请阅读am重点关注的问题万博Ansys的优势

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