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金屬3D打印機(jī)造型物的殘留應(yīng)力及變形量分析工具

3D打印動(dòng)態(tài)
2016
06/19
11:47
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評(píng)論
日本MSC Software公司(以下簡(jiǎn)稱MSC,總部:東京)宣布,正在開發(fā)對(duì)金屬3D打印機(jī)的造型物殘留應(yīng)力及變形量實(shí)施計(jì)算的模擬工具“Simufact AM(暫稱)”。其對(duì)象是利用激光光束使金屬粉末熔融和凝固(粉末床方式)的3D打印機(jī)。該模擬工具最早有望在2016年內(nèi)推出產(chǎn)品。


△金屬3D打印機(jī)的造型模擬示例,圖中顯示的是去除支撐部之前的應(yīng)力分布。


金屬3D打印機(jī)造型中途失敗的原因大多源于兩方面,一是已經(jīng)造型好的部分變形、隆起,導(dǎo)致沒有足夠的空隙來(lái)進(jìn)行新一層的造型,另一個(gè)是造型物與提供金屬粉末的機(jī)械產(chǎn)生相互干擾。在造型結(jié)束后,在去除支撐部或加工造型物時(shí),出現(xiàn)大幅變形。這些變形的原因出在制造造型時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)變上。正在開發(fā)中的軟件可根據(jù)材料、作為熱源的激光器功率輸出,以及掃描方式等計(jì)算出這些應(yīng)變。

金屬粉末在激光光束作用下的熔融和凝固是極為局部且瞬間發(fā)生的現(xiàn)象。比如,在半徑數(shù)十μm×深100μm以內(nèi)的狹小區(qū)域內(nèi),溫度以毫秒為單位短時(shí)間內(nèi)上升至熔融以上,并在0.1秒后下降至100℃以下。MSC從大約1年前開始開發(fā)相關(guān)算法,以造型物的整個(gè)形狀作為對(duì)象,將伴隨上述現(xiàn)象產(chǎn)生的應(yīng)變累積起來(lái),就此來(lái)計(jì)算出殘留應(yīng)力及變形量。較之使熱分析與構(gòu)造分析聯(lián)動(dòng)的方法,這種方法只需要更短的計(jì)算時(shí)間。

MSC已制作出了在非線性結(jié)構(gòu)分析工具“Marc”的基礎(chǔ)上配備上述算法的試制軟件,還把由此獲得的經(jīng)驗(yàn)與在美國(guó)MSC Software公司開發(fā)加工模擬工具“Simufact”的團(tuán)隊(duì)做了交流,目前雙方正在共同推進(jìn)開發(fā)。


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2016-6-19 15:56:23 | 只看該作者
金属打印温度控制最关键,就像激光焊接一样,温度低就没有变形量 ,

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