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万博ANSYS的博客

2021年1月15日

Qualup通过模拟满足高温3D打印的挑战

自2011年以来,Qualup SAS一直处于熔丝制造(FFF) 3D打印机设计和制造的前沿。这家法国小公司专门制造带有加热室的3D打印机,这使其产品与许多业余3D打印机区别开来。万博网加热室使该公司的3D打印机可以使用比聚乳酸(最常见的FFF材料)更多的技术材料,并扩展到航空航天等需要更多技术材料的市场。

Qualup SAS团队拥有近40年的专业机械设计经验,并使用计算机辅助设计和制造软件。尽管如此,根据Qualup SAS公司老板Philippe Boichut的说法,制造一台可以使用聚醚醚酮(PEEK)的3D打印机仍然是一个值得挑战的挑战,因为这种材料需要270摄氏度(518华氏度)的加热室来打印和冷却。哪里有热,哪里就有热的挑战。

Qualup Qu3高温3D打印机


窥视高温3D打印过程内部

PEEK因其机械和热性能以及耐化学性而备受赞誉。它是目前性能最高的热塑性塑料之一。PEEK用于航空航天、汽车、石油和天然气、医疗和其他行业的苛刻应用。然而,像许多材料一样,如果在3D打印过程中,灯丝在熔化、挤压和分层成一个部分时冷却过快,它就会变形。

关键的不仅仅是温度对打印材料的影响。这些高温也会对3D打印机造成影响。

Boichut说:“由于打印周期可以持续几十小时,这些打印机必须能够长时间承受非常高的温度。”“打印机中使用的组件必须能够抵抗极端温度或冷却。”

内通风室热模拟

冷却组件和通风室是一个平衡的行为,因为打印室内的温度必须尽可能保持恒定,以确保高质量的构建。在设计依赖于机械和电子元件的3D打印机时,这可能会产生一个热难题。

Qualup在Ansys SpaceClaim和Ansys Discovery的帮助下迎接这些万博挑战。SpaceClaim用于3D打印机的完整设计,Discovery用于快速评估设计变化对打印室的影响,以及设计对某些部件冷却的影响。

例如,Qualup Qu3 HT 3D打印机有一个加热打印室,可以从30摄氏度调整到275摄氏度(86华氏度到527华氏度),允许它打印高温材料,如PEEK, PEKK(聚醚酮内酮)和PEI(聚醚酰亚胺),以及更传统的长丝。它配备了一个高清摄像头和一个用于监控打印的21英寸屏幕。高分辨率红外热成像相机可作为精确温度控制的选择。

热成像摄像机通风井内的通风模拟

Boichut说:“一些关键部件的冷却,如红外热像仪,已经在Ansys Discovery上进行了验证。万博“15分钟后,这台相机的冷却设计错误被突出显示。万博Ansys Discovery为我们提供了难以置信的可能性,可以实时修改建模并立即可视化效果,是设计师的完美工具。”

灵活、敏捷、精确的设计与仿真

从一开始,Qualup就能够使用SpaceClaim快速迭代加热Qu3 HT的高温室。Qualup设计工程团队在短短几个小时内创建了几个不同解决方案的迭代。

Boichu万博t说:“使用Ansys SpaceClaim,你是免费的。”他指出,在使用SpaceClaim时,他的团队在产品设计阶段不需要受制于苛刻的构造树。“我们不知道其他公司是如何设计的,但对我们来说,我们从未成功地在第一次设计出正确的部件。万博Ansys SpaceClaim允许我们改变想法,探索多种设计。”

3D打印机在SpaceClaim的完整组装

无论Qualup使用的是SpaceClaim文件还是导入的STEP文件,这种不受约束地指导模型的能力都一样灵活。Discovery利用了SpaceClaim架构,允许Qualup设计工程师进行动态修改。这大大减少了验证设计所需的时间。

例如,Ansys Disc万博overy允许Qualup在10分钟内预定义加热室的内部通风,而不是花费数周时间制作和验证原型。

“我已经为SpaceClaim工作了好几年。当我第一次尝试Ansys SpaceClaim万博时,让我印象深刻的是这款产品的智能——一切都简单、简洁、简单——不需要花费数小时的培训就能让产品启动和运行,”Boichut说。“当Ansy万博s Discovery Live发布时,Ansys进一步增加了直接在CAD文件中模拟物理的能力,而无需繁琐或任何过于复杂的命令。”

与Discovery Live一起设计的加热室和通风解决方案仍然用于最新版本的Qualup 3D打印机。

Boichut说:万博“如果没有A万博网nsys的产品,我们永远不可能在这么短的时间内设计出新的3D打印机。”

在本系列网络研讨万博会中,了解Ansys Discovery的实时物理模拟和Ansys Fluent在Discovery中的应用。

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