انضم إلى منتدى المصممين
خبرتك ضرورية للمجتمع. انضم إلينا وساهم بمعرفتك
انضم إلى المنتدى الآنشارك وتعلّم وتقدّم مع أفضل المحترفين في هذا المجال
فتح الإمكانات الكاملة للتصنيع الإضافي مع حلول ANSYS المضافة
أحدث التصنيع الإضافي (AM) قد أحدث ثورة في طريقة تصميم المهندسين وإنتاج أجزاء معقدة ، مما يوفر مرونة وكفاءة غير مسبوقة. ومع ذلك ، لتسخير فوائدها بالكامل ، يعد نهجًا قويًا يحركه المحاكاة ضروريًا في كل مرحلة من مراحل العملية-من تحسين التصميم إلى الطباعة وما بعد المعالجة. يوفر ANSYS مجموعة شاملة من الحلول المضافة المصممة لتصدي هذه المراحل الحرجة ، وضمان الدقة والموثوقية والأداء. في هذه المدونة ، سنستكشف كيف أن كل منتج إضافي ANSYS – الذي يتراوح من محاكاة العملية إلى تحليل المواد – يعزف دورًا مهمًا في تعزيز سير عمل AM ، وتقليل المخاطر ، وزيادة نجاح الطباعة.
الكون المضافة
دعونا نرى كيف تتم إدارة النظام البيئي AM بواسطة أدوات ANSYS:
- تصميم للتصنيع الإضافي (DFAM). النهج الهندسي الذي يحسن التصميمات خصيصًا لعمليات التصنيع المضاف (AM) ، بدلاً من تكييف التصميمات التقليدية للطباعة ثلاثية الأبعاد. تقوم DFAM بالاستفادة من القدرات الفريدة لـ AM ، مثل الهندسة المعقدة ، والهياكل الخفيفة ، وكفاءة المواد ، لتعزيز الأداء مع تقليل الوزن والتكلفة ووقت الإنتاج. تشمل المبادئ الرئيسية لـ DFAM تحسين الطوبولوجيا ، وهياكل الشبكة ، توحيد الأجزاء ، وتقليل مواد الدعم لتحسين القابلية للتصنيع وما بعد المعالجة. أدوات مهمة هنا اكتشاف و ميكانيكي. الأول يتيح تعديلات الهندسة السريعة ، والشبكة والهندسة الخفيفة الوزن ، مما يجعل من السهل تحسين الأشكال المعقدة المحسنة للتصنيع الإضافي. تساعد أدوات تحسين الطوبولوجيا المهندسين على توليد هياكل عضوية خفيفة الوزن تحافظ على القوة مع تقليل استخدام المواد. لهذه المهمة على حد سواء اكتشاف و ميكانيكي يمكن استخدامها. الأطراف الاصطناعية هي مثال معروف على تحسين الطوبولوجيا في التطبيقات الطبية الحيوية.
- بناء الإعداد يشير إلى عملية التحضير قبل الطباعة ، وضمان بناء ناجح وفعال. يتضمن توجيه الجزء ، ووضع أجزاء متعددة على لوحة البناء ، وتوليد هياكل الدعم ، وتحديد معلمات الطباعة مثل سمك الطبقة ، واستراتيجية المسح ، وإعدادات المواد. يعد إعداد البناء الصحيح أمرًا بالغ الأهمية لتقليل التشوهات ، وتحسين استخدام المواد ، وتقليل جهود ما بعد المعالجة.
Ansys الإضافات الإعدادية هي الأداة التي تسمح لك بإعداد أجزاء سيتم تصنيعها بشكل إضافي. تم تضمين الإعدادية الإضافية في ANSYS Spaceclaim ودمجها بإحكام في سير العمل المضاف ، سواء كنت ستستمر في سير العمل عن طريق محاكاة عملية AM أو إرسال الجزء (الأجزاء) مباشرة إلى غرفة الإنشاء. قم بتوجيه الجزء (أدواتك) بناءً على أولوياتك لوقت البناء ، وحجم الدعم ، وميل التشويه ، ثم توليد الدعم تلقائيًا لها. اضبط استراتيجية البناء والمعلمات ، وقم بإنشاء ملف إنشاء ، ثم عرض متجهات المسح الضوئية وتنشيطها داخل شريحة أو شرائح داخل البناء في عارض الشريحة. الأجزاء الناتجة الناتجة على النحو الأمثل ودعمها مع نمط المسح المرتبطة جاهزة للطباعة أو للمحاكاة باستخدام طباعة مضافة أو ميكانيكي. في الصورة ، دعم الهندسة التي تم إنشاؤها بواسطة Ansys الإضافات الإعدادية.
- محاكاة العملية في التصنيع المضافة ، يتضمن استخدام النماذج الحسابية للتنبؤ بالظواهر الفيزيائية وتحليلها أثناء عملية الطباعة. إنه يساعد المهندسين على فهم التأثيرات الحرارية ، والضغوط المتبقية ، والتشوهات ، والعيوب المحتملة مثل التزييف أو ارتفاع درجة الحرارة أو عدم وجود اندماج. من خلال محاكاة العوامل مثل توزيع الحرارة ، وسلوك المواد ، ودعم التفاعل ، تتيح محاكاة العملية تحسين معلمات البناء ، وتوجه الجزء ، وهياكل الدعم قبل الطباعة. هذا يقلل من تكرارات التجارب والخطأ المكلفة ، ويعزز جودة الجزء ، ويضمن زيادة الموثوقية والتكرار في إنتاج AM. طباعة ANSYS المضافة – أداة قائمة بذاتها لمشغلي أجهزة الطباعة ثلاثية الأبعاد لإجراء عمليات محاكاة سريعة من الأجزاء للتأكد من أنها ستطبع بنجاح من خلال التنبؤ بتشويه الجزئي ، والتوصية والتحضير البناء (احتياجات الاتجاه والدعم) ، وتقليل اختبار النموذج الأولي
متضمنة مع تراخيص الطباعة الإضافية والجناح المضافة.
يمكن تنفيذ عمليات المحاكاة الأكثر تقدما في Ansys الميكانيكية للتنبؤ بالتشوهات والضغوط على المستوى الكلي في الأجزاء لمنع فشل البناء وتوفير بيانات الاتجاه لتحسين التصميمات للتصنيع الإضافي بما في ذلك اتجاه الجزء ودعم وضع وتغيير التحجيم باستخدام الوظائف الإضافية المختلفة:
في اندماج سرير مسحوق الليزر (LPBF) – المعروف أيضًا باسم DMLM ، DMLS ، أو SLM – يتم ترسيب طبقة رقيقة من مسحوق المعادن ، ويذوب شعاع الليزر الذي يركز للغاية على المسحوق ، ويدمجه على الطبقة السابقة. تتكرر هذه العملية طبقة حسب الطبقة ، وتشكيل جزء صلب. يتم إيداع الطبقة الأولى على لوحة البناء أو الركيزة ، مما يوفر أساسًا للهيكل.في ترسب الطاقة الموجه (DED) – يسمى أيضًا العدسة ، EBAM® ، WAAM ، أو LDT – يخلق شعاع ليزر أو إلكترون تجمع ذوبان على مادة متصلبة مسبقًا ، حيث يتم إدخال مسحوق أو سلك مغذي لإضافة مادة. على عكس LPBF ، الذي يبني أجزاء من سرير مسحوق ، يتيح DED ترسب المواد الموضعية ، مما يجعله مناسبًا للإصلاحات والطلاء والهياكل الكبيرة.
تولد كل من عمليات PBF و DED درجات حرارة عالية وتدرجات حرارية شديدة الانحدار ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة والتشويه والضغوط المتبقية. يمكن أن تسبب هذه الضغوط تشوهًا كبيرًا ، أو تتداخل مع ترسب الطبقة اللاحقة ، أو حتى تؤدي إلى تشققات وفصل جزء من لوحة البناء. بالإضافة إلى ذلك ، بمجرد إزالة الجزء من لوحة البناء ، يمكن أن تقدم الضغوط المتبقية المزيد من التشوهات ، مما يؤدي إلى انحرافات عن الهندسة المقصودة.
تساعد عمليات محاكاة عملية التلبد على التنبؤ بالانكماش والحرصات الجاذبية في الأجزاء المعقدة ، مما يقلل من التجارب والخطأ أثناء التصميم مع توسيع نطاق الأشكال الهندسية القابلة للحياة. بمجرد معايرة نظام المواد بشكل جيد مع نتائج قابلة للتكرار ، يمكن تطبيق خوارزميات التعويض لتعديل التصميم ، مما يضمن أن الشكل النهائي يلبي مواصفات الأبعاد.
من المعروف أيضًا أن نماذج CAD تتطلب غالبًا تعديلات للتعويض عن التشوهات التي تحدث أثناء عملية التصنيع. يعد تعويض التشويه في برنامج المحاكاة أداة قوية لتصحيح هذه الانحرافات. قد تتضمن عملية تحقيق هندسة تعويضية للتشويه حلًا واحدًا أو يتطلب تكرارات متعددة ، اعتمادًا على متطلبات التطبيق والتسامح. يعتمد اختيار النهج المناسب على عوامل مثل خصائص المواد وقيود التصنيع ومواصفات الجزء النهائي.
- تحليل المواد. هذه الأداة هي بيئة استكشافية للعلماء المستضافين في نفس الواجهة بذاتها مثل طباعة مضافة. هدف العلم المضافة هو تحديد أفضل مجموعة المعلمة للعملية لاستخدامها لبناء الجزء الخاص بك ، بالنظر إلى جهاز LPBF ومواد. تبدأ هذا الاستكشاف بمحاكاة حدودية واحدة للخرز لتضييق مجموعات المعلمة وصولاً إلى عدد أقل من المرشحين المقبولين بناءً على أبعاد تجمع الذوبان. عادةً ما ترغب في إجراء محاكاة مسامية باستخدام المعلمات التي اخترتها من محاكاة حبة واحدة لتحديد مسامية عدم الانصهار المرتبطة بمعلمات العملية. أخيرًا ، تكشف عمليات محاكاة البنية المجهرية عن معلومات حول أنماط الحبوب ويمكن مقارنتها باختبارات مختبر حيود التراجع الإلكترون (EBSD).
- التقاط البيانات والإدارة. Ansys Granta يلعب دورًا مهمًا في خطوة التقاط البيانات وتحليلها في دورة التصنيع الإضافية من خلال توفير حل شامل لإدارة بيانات المواد. مع Ansys جرانتا مي، يمكن للمهندسين التقاط المعلومات الصحيحة وتحليلها من مشاريع التصنيع الإضافية الخاصة بهم ، مما يساعد في الحصول على حلول لتسويق أسرع وتحسين فهم العملية الحرجة والعلاقات الممتلكات. دمج التعلم الآلي سهل الاستخدام في جرانتا مي يقلل التجربة والخطأ في التصنيع المضافة ، وتحسين البيانات ومعرفة المشروع. بالإضافة إلى ذلك، جرانتا مي يضمن عمليات اختبار وتحليل المواد الفعالة التي يمكن تتبعها ، من مختبر الاختبار إلى تصميم البيانات ، مما يزيد من العائد على الاستثمار. هذا مهم بشكل خاص في التصنيع الإضافي ، حيث يعد فهم خصائص المواد ومعلمات العملية أمرًا بالغ الأهمية لتأهيل جزء وتحقيق الإمكانات الكاملة للتكنولوجيا.
- جزء التأهيل. يلعب النظام الإيكولوجي ANSYS دورًا مهمًا في جزء مؤهل للتصنيع الإضافي (AM) من خلال دمج التحقق من صحة التصميم ، والتحليل الهيكلي والحراري ، والتحكم في الوثائق لضمان أجزاء عالية الجودة يمكن تصديقها. يمكّن ANSYS Additive Suite المهندسين من التحقق من صحة التصميمات من خلال تحسين الطوبولوجيا وتعويض التشويه ، مما يضمن التصنيع. تقوم ANSYS الميكانيكية والطلاء بتحليلات هيكلية وحرارية ، وتوقع الإجهاد ، والسلالات المتبقية ، وتوزيع الحرارة لمنع حالات الفشل. تضمن ANSYS Granta MI قابلية التتبع عن طريق التقاط بيانات المواد ومعلمات العملية ونتائج الاختبار ، وتبسيط التحكم في الوثائق وإصدار الشهادات للامتثال التنظيمي في الصناعات مثل الطيران والأجهزة الطبية. هذا النهج الشامل يقلل من التجارب والخطأ ، مما يقلل من التكاليف وتسريع موافقة جزء.
خاتمة
توفر حلول ANSYS المضافة نهجًا قويًا يحركه المحاكاة لإلغاء تأمين الإمكانات الكاملة لـ التصنيع المضافة (AM). عن طريق الاندماج التحقق من صحة التصميم ، وإعداد البناء ، ومحاكاة العملية ، وتحليل المواد ، وإدارة البيانات، ANSYS يضمن الدقة والموثوقية والكفاءة خلال سير العمل AM. من مبادئ DFAM وتحسين الطوبولوجيا ل التنبؤ بالضغط الحراري وتعويض التشويه، أدوات ANSYS تساعد المهندسين على تقليل التجارب والخطأ ، وتحسين أداء الجزء ، والتسريع جزء التأهيل وإصدار الشهادات. عن طريق الاستفادة Granta MI لتتبع البيانات وجناح إضافي للمحاكاة المتقدمة، يمكن للمصنعين إنتاج أجزاء عالية الجودة وبشديد مع تقليل مخاطر الإنتاج والتكاليف.
انضم إلى منتدى المصممين
خبرتك ضرورية للمجتمع. انضم إلينا وساهم بمعرفتك
انضم إلى المنتدى الآنشارك وتعلّم وتقدّم مع أفضل المحترفين في هذا المجال