增材制造关键在于优化

由An万博sys Advantage Staff提供

现代汽车集团的分析团队和TAE SUNG S&E (TSNE)的增材制造(DfAM)设计实验室最近开发了一种汽车引擎盖铰链万博Ansys添加剂解决方案．TSNE是韩国Ansy万博s Elite渠道合作伙伴。优化后的铰链重量减少了13%，比之前的铰链刚度提高了5倍。

该设计在每年一次的韩国增材制造用户组(KAMUG) DfAM比赛中获得大奖，该比赛旨在庆祝3D打印和制造的融合案例和商业化。该团队使用Ansys Add万博itive Prep来设计与拓扑优化和引擎盖铰链万博Ansys Additive Print预测重轧机的碰撞、裂纹和变形问题。他们通过计算机断层扫描(CT)验证和检查外部形状和内部悬垂区域后，制作了一个金属引擎盖铰链。

我们采访了现代汽车集团先进制造计算机辅助工程团队经理Jun Cheol Lee，以了解更多关于引擎盖铰链的拓扑优化过程。

万博Ansys的优势:是什么促使你参加这次比赛?

Jun Cheol Lee:我认为这是一个非常相关的机会来增强我们在增材制造方面的能力。所有的过程——制定计划，学习增材制造模拟和使用增材机械制造真实零件——对我们来说都是很好的经验。

AA:拓扑优化和增材制造的好处是什么?

李:拓扑优化基本上提供了一个解决方案，增加刚度，同时减少产品的重量。重要的一点是，当使用现有的形状时，很难增加刚度。通过使优化区域尽可能大，可以在只留下真正需要的区域并去除其他区域的过程中增加刚性。因此，我们可以偏离传统的形状设计。只要性能合适，我们就能做出任何形状的零件。轻量化和性能改进可以共存。

AA:你能带我通过创建新的引擎盖铰链设计的过程，一步一步?你是如何重新定义设计领域的?

李:传统的铰链支架只有一个支撑。它适合大规模生产，但对y轴方向的力非常弱。因此我们选择双支架来改善y向变形。

AA:从立体平版印刷(STL)到计算机辅助设计(CAD)的考虑是什么?

李:这是非常重要的一部分。有时，我们必须转换模型以便在CAD工具中使用。万博Ansys提供了一个非常简单和开放的转换解决方案。

AA:你如何确保以最佳的方式来增加零件的制造(方向，支撑，变形预测，制造质量/孔隙率)?

李:在本例中，我们没有对朝向做太多选择。铰链的长度几乎贴合机制高度的极限，又有一定的压力，所以所有零件必须隔一个小时。因此，我们采用了改进的支架，以减少变形。

AA:Ansys添加剂万博准备和打印在这个过程中有什么帮助?

李:Additive Prep是一种用于预加性模拟的创新工具。它使零件定位合理，支撑合理成为可能。在完成相位优化后，使用Additive Prep进行布局和支架设计。使用方位图进行布置，并将变形程度设置为较小，以便于拆除支架。当使用方位图时，我们可以预测支座、施工时间和变形程度。如果用户设置条件，布局会根据条件自动改变，节省大量时间。

完成部署后，我们使用Additive Prep来创建支撑。支架的设计使验证可以使用Additive Print进行。如果需要修改，我们再次验证，以确定最优设计。可以使用Additive Print进行工艺分析，以获得可以防止重发器崩溃的解决方案，并预测在构建过程中可能发生的裂缝和变形。

在检查了所有变量后，我们可以最大限度地减少故障数量，并通过实际的3D打印设备确保质量和构建。万博Ansys Additive Prep和Additive Print是增材制造的基本程序。

AA:您是否计划在未来继续使用Ansys Additive ?万博

李:是的。这一次我们只做了飞行器的一部分。下次我们将扩展到生产。工厂里有很多东西需要优化。当然，我们会和Ansys一起工作。万博