Интервью с главным технологом ANSYS: симуляция как драйвер успеха металлической 3D-печати

Металлическая 3D-печать представляет уникальные вызовы — термическую деформацию, остаточные напряжения, трещины и варпинг — все способные сорвать сборку. Симуляционное ПО критично для предсказания и митигации этих рисков до того, как деталь покинет принтер.

Симулируя и деталь, и процесс печати, инженеры могут выявлять потенциальные режимы отказа рано, уточнять дизайны и оптимизировать параметры процесса, драматически снижая количество неудачных сборок.

ANSYS, лидер инженерийной симуляции на $1 млрд, вошла в арену аддитивного производства с Additive Suite — интегрированным набором металлической симуляции и передовых инструментов дизайна. Через стратегические поглощения, включая фирму металлической симуляции 3DSIM и провайдера материаловых данных Granta Design, ANSYS быстро расширяет возможности для металлической 3D-печати.

На этой неделе мы поговорили с Дейвом Коновером, главным технологом ANSYS по аддитивному производству, чтобы узнать, как компания помогает инженерам навигировать сложностям металлической 3D-печати, текущему ландшафту рынка и тому, как новичкам начать.

Какие проблемы ANSYS решает в аддитивном производстве?

ANSYS традиционно поставляет инструменты симуляции, предсказывающие поведение продукта в реальной жизни. С подъемом аддитивного производства мы распознали параллельную потребность: симулировать сам производственный процесс. Проблемы вроде деформации детали, трещин и остаточных напряжений могут быть количественно оценены и смягчены на фазе дизайна.

Наш Additive Suite теперь включает симуляцию процесса, инструменты оптимизации дизайна такие как топологическая оптимизация, и дизайн решетчатых структур — возможности, ранее недоступные традиционному производству.

Как работает ANSYS Additive Suite?

Сьюта организована в три основных решения:

• Additive Print — для операторов станков и дизайн-инженеров, этот инструмент быстро предсказывает деформацию и предлагает стратегии компенсации для успешной сборки.
• Additive Design — позволяет дизайнерам симулировать процесс, чтобы они могли итерировать детали с уникальными ограничениями металлического AM в уме.
• Additive Science — дает материаловедам и процесс-инженерам тонко настраивать настройки станка, снижать пористость и достигать желаемых микроструктур.

Эти взаимодополняющие инструменты покрывают весь рабочий процесс — от дизайна к операции станка к оптимизации процесса.

Какие отрасли больше всего выигрывают от симуляционного ПО ANSYS?

Авиакосмическая остается основным адаптером, благодаря возможностям легковесов и способности производить сложные, мультифункциональные компоненты. Биомедицинская инженерия также быстро принимает металлическое AM для кастомных имплантатов и протезов. Помимо этих, многие секторы — от авто до энергетики — исследуют металлическую 3D-печать для конкурентного преимущества или снижения затрат на оснастку для малого серийного производства.

Как биомедицинский сектор использует металлическое AM, и где вписывается симуляция?

Кастомные имплантаты и протезы — ядро биомедицинского приложения. Симуляция играет ключевую роль, предсказывая термическую деформацию так, что финальная деталь может быть пред-деформирована на стадии дизайна, обеспечивая идеальную посадку для каждого пациента.

Какие ограничения все еще существуют в текущем симуляционном ПО?

Металлическое AM по сути сложно: лазеры взаимодействуют с порошком способами, трудными для полного захвата в модели. В результате большинство симуляций полагаются на упрощающие предположения, ограничивающие точность. Однако текущие исследования по всему миру быстро улучшают верность этих моделей.

Когда ждать более точных симуляций?

Мы ожидаем значительных достижений в течение следующего года, с новыми инструментами, включающими более детальную физику процесса и валидацию против экспериментальных данных.

Почему ANSYS поглотила 3DSIM в 2017?

Наши клиенты уже принимали металлическое AM и нуждались в сквозной поддержке — от дизайна до понимания процесса. Экспертиза 3DSIM в симуляции процесса и моделировании микроструктуры дополнила наши сильные стороны, позволяя нам быстро доставлять комплексные решения.

Как поглощение Granta Design усилит возможности ANSYS в AM?

Granta Design действует как PLM для материаловых данных. Интегрируя их базу, пользователи могут легко импортировать валидированные материаловые свойства и настройки станков в симуляции ANSYS, обеспечивая согласованность и точность по всему рабочему процессу.

Есть ли другие партнерства на горизонте?

Мы продолжаем расширять экосистему. Недавние ходы включают поглощение оптической компании для поддержки световых нужд исследований автономных авто и исследование дальнейших коллабораций, адресующих пробелы в AM цепочке ценности.

Какой совет вы дадите компаниям, смотрящим на внедрение металлической 3D-печати?

Начните с идентификации деталей, дающих четкую коммерческую ценность, и рассмотрите партнерство с опытными 3D-печатающими сервис-бюро для прототипирования. Инвестируйте в обучение и документирование процесса; технология быстро зреет, но экспертиза критична. Терпение ключево — ожидайте кривую обучения перед достижением полной производственной паритета с конвенциональным производством.

Какой текущий статус металлической 3D-печати?

Отрасль прошла первоначальный хайп в фазу реалистичных ожиданий и стабильного роста. Пока скорости внедрения варьируются, продажи металлических принтеров растут, и технология становится мейнстримом в авиакосмике, медицине и других высокоценных секторах.

Какие вызовы нужно решить для ускорения внедрения?

Ключевые препятствия включают зрелость технологий станков, стандартизацию сквозных рабочих процессов и упрощение пост-обработки таких как термическая обработка. Продолжающаяся консолидация фрагментированной AM экосистемы упростит интеграцию для малых и средних компаний.

Итоговые мысли?

Металлическое AM быстро эволюционирует, но все еще требует коллаборативных усилий по вендорам, исследователям и пользователям. В ANSYS мы коммитимся к продвижению симуляционных инструментов и отраслевых исследований, чтобы сделать аддитивное производство таким же рутинным, как обработка сегодня.

Чтобы узнать больше об ANSYS и его симуляционных решениях, посетите: https://www.ansys.com/