Additive Manufacturing-Simulation
Entdecken Sie die Zukunft der Fertigung mit den fortschrittlichen SIMULIA Lösungen für Digital Additive Manufacturing
Was ist Digital Additive Manufacturing-Simulation?
Digital Additive Manufacturing (DAM) ist ein fortschrittliches Fertigungsverfahren, bei dem Teile oder Objekte durch Materialzugabe Schicht für Schicht aufgebaut werden. Bei herkömmlichen subtraktiven Fertigungsverfahren wie Drehen, Bohren und Fräsen wird Material abgetragen, um die gewünschte Form zu erzielen. Im Gegensatz dazu nutzen additive Verfahren die 3D-Drucktechnologie, um Komponenten direkt aus digitalen Modellen zu entwickeln.
Wie funktioniert Digital Additive Manufacturing?
Beim Digital Additive Manufacturing wird ein digitales Modell (Digital Mock-Up, DMU) des Teils oder des Fertigungsbetts erstellt. Dies umfasst:
- Dreidimensionale CAD-Darstellungen: Geometrische Konstruktionen, die das gewünschte Endprodukt darstellen.
- Darstellungen des Fertigungsprozesses: Detaillierte Beschreibungen der Methoden, einschließlich Materialextrusion, Neubeschichtung, Scanpfade und Energieeinbringung.
Der gesamte Prozess wird digital verwaltet und der resultierende digitale Thread wird in Maschinencode umgewandelt, der den Maschinen spezifische Befehle für die Fertigung gibt.
Wie unterstützt Simulation das Digital Additive Manufacturing?
Das Additive Manufacturing (AM) stellt einzigartige Herausforderungen dar, aber die Simulation verwandelt diese Hindernisse in Chancen für Innovationen.
- Optimierung von Konstruktionen: Die Konstruktionsfreiheit von AM erfordert neue Paradigmen. Simulationen helfen dabei, optimale Formen zu finden und gleichzeitig sicherzustellen, dass Stützstrukturen effektiv integriert werden, um Fertigungsfehler zu vermeiden.
- Verständnis der Leistung: Phasenänderungen, die durch chemische Reaktionen und thermische Prozesse verursacht werden, beeinflussen die Produktleistung erheblich. Simulationen ermöglichen die Vorhersage von Restspannungen und Verformungen, die während der Fertigung auftreten können, und verbessern so die allgemeine Zuverlässigkeit.
- Fortschrittliche Werkzeuge für den Erfolg: Simulationstechnologien wie Finite-Element-Analyse und Strömungsmechanik ermöglichen virtuelles Prozess-Testing und Reverse Product Engineering. Diese Werkzeuge liefern wertvolle Erkenntnisse, die Konstruktion und Produktion verbessern.
- Steigerung der Effizienz: Mithilfe von Simulationsfunktionen können Hersteller Entwicklungszyklen verkürzen, Kosten senken und die Entscheidungsfindung verbessern. Die Fähigkeit, potenzielle Probleme vorherzusehen und zu beheben, bevor sie auftreten, mindert Programmrisiken und gewährleistet hochwertige Ergebnisse.
Hauptvorteile der Additive Manufacturing-Simulation
Materialeinsparungen
Minimieren Sie Abfall und nutzen Sie fortschrittliche Materialien (z. B. TPU-Filamente, Metall-Superlegierungen).
Designflexibilität
Verwenden Sie generative Designtechniken, um komplexe Geometrien und leichte Strukturen zu erzeugen.
Prozessoptimierung
Fassen Sie mehrere Komponenten zu einem Teil zusammen und reduzieren Sie so Montagezeit und -kosten.
Verbesserte Nachhaltigkeit
Fördert umweltfreundliche Fertigungsverfahren.
Bessere Zusammenarbeit mit der 3DEXPERIENCE Plattform
Die Digitalisierung minimiert die Markteinführungszeit und die Kosten, indem die Konstruktion von linearen zu kollaborativen Prozessen verlagert wird. Kollaboratives Engineering legt den Schwerpunkt auf einen effizienten Content-Austausch über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.
Design for Additive Manufacturing (DfAM) umfasst einen multidisziplinären Ansatz, bei dem generatives Design und Topologieoptimierung genutzt werden, um neue Möglichkeiten aufzudecken. Virtuelles Testing durch Simulationen liefert wichtige Erkenntnisse über die Vorhersagbarkeit von Konstruktionsfehlern und die Produktleistung nach der Fertigung, die eng mit den Fertigungsprozessen und Konstruktionsspezifikationen verbunden sind.
Die 3DEXPERIENCE Plattform ermöglicht eine nahtlose Datenintegration über verschiedene Disziplinen hinweg, unterstützt das Content-Lebenszyklusmanagement und fördert eine kollaborative Engineering-Umgebung. Ein effektives Content-Lebenszyklusmanagement, Reife und eine robuste Datenorganisation verbessern die Problemlösung, das Änderungsmanagement, die Weiterleitung und das Testing und fördern eine produktive Atmosphäre der Zusammenarbeit.
Digitaler Thread für das Additive Manufacturing
Dassault Systèmes bietet ein Portfolio integrierter Anwendungen, um die Möglichkeiten additiver Fertigungstechniken zu maximieren, indem alle Disziplinen für eine authentische End-to-End-Entwicklungskette vom Produktdesign über die Fertigung bis hin zur Simulation miteinander verbunden werden. Die 3DEXPERIENCE Plattform bietet zahlreiche erweiterte Rollen und eine Vielzahl leistungsstarker Anwendungen, die alle Aspekte der digitalen Produktentwicklung abdecken. Der digitale Thread der 3DEXPERIENCE Plattform gewährleistet eine enge Verbindung zwischen diesen leistungsstarken und intuitiven Anwendungen, wie auf den folgenden Registerkarten hervorgehoben wird.
- 3DEXPERIENCE Marketplace
- Funktionsorientiertes generatives Design
- Teileauswahl
3DEXPERIENCE Marketplace
3DEXPERIENCE Marketplace ist eine On-Demand-Fertigungsplattform, die Konstrukteure und Ingenieure mit Dienstleistern in der industriellen Fertigung verbindet. Die Plattform verbindet das industrielle Ökosystem von Konstrukteuren, Ingenieuren, Einkäufern und Produktionsplanern mit Dienstleistern der industriellen Fertigung wie Xometry, Sculpteo, American Additive, Get It Made, Any-Shape usw.
Mit unserem robusten Algorithmus erhalten Sie innerhalb von Sekunden Angebote aus unserem Netzwerk von Dienstleistern für Ihr 3D-Druck- und CNC-Bearbeitungsprojekt.
Funktionsorientiertes generatives Design
Das Aufkommen additiver Fertigungstechniken ermöglicht die Erstellung effizienter organischer Formen und komplexer Gitterstrukturen, die über die traditionelle technische Konstruktion hinausgehen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, die sich auf bewährte Verfahren und die Erfahrung von Ingenieuren stützen, konzentriert sich das generative Design darauf, auf der Grundlage definierter Bedingungen optimale Konstruktionen für bestimmte Funktionen zu erzielen.
Das Additive Manufacturing bietet die Flexibilität, funktionale Bedingungen festzulegen, die das Konstruktionsvolumen definieren, mechanische Schnittstellen steuern und Zielkennzahlen wie Masse, Steifigkeit, Festigkeit und Haltbarkeit kontrollieren – und das alles ohne Einschränkungen hinsichtlich der Form. Der generative Ansatz innerhalb von 3DEXPERIENCE integriert Design, Simulation und Optimierung durch geführte Workflows und bietet Anwendern eine optimierte Lösung innerhalb nur einer Oberfläche.
Teileauswahl
Leistungsstarke Suchwerkzeuge in 3DEXPERIENCE können Ihre Teilebibliothek und Ihre digitalen Stücklisten auswerten, um potenzielle Kandidaten für das Additive Manufacturing zu identifizieren.
Die digitale Zusammenarbeit und Intelligenz auf unserer Plattform gewährleisten einen nahtlosen Informationsaustausch in Echtzeit zwischen allen Beteiligten, sodass Produktdesigner, Ingenieure und Manager jederzeit einen vollständigen Überblick über das Projekt haben.
- Prozessdesign und Produktionsplanung
- Virtueller Druck
- Werkstofftechnik und -entwicklung
Prozessdesign und Produktionsplanung
Die Fertigungsanwendungen auf der 3DEXPERIENCE Plattform bieten geführte Workflows, um die Produktion und Produktionsprozesse im Zusammenhang mit additiven Lösungen und Maschinen zu entwickeln und zu planen. Sie beginnen mit der Erstellung oder Wiederverwendung von Bauvolumen und Bauplatten, verschachteln Bauteile automatisch, um die Nutzung des Bauvolumens zu maximieren, erfassen und verwenden Regeln wieder, um die optimale Bauteilorientierung zu bewerten und minimale Stützstrukturen zu berechnen. Legen Sie anwenderdefinierte Regeln für Slicing, Scanmuster und Prozessparameter für den gesamten Aufbau oder einzelne Teile fest. Visualisieren Sie den Scanpfad für Diagnoseprüfungen und verwenden Sie Prozessdaten in nachgelagerten virtuellen Drucksimulationen und -studien wieder.
Virtueller Druck
Verwenden Sie die 3DEXPERIENCE Plattform, um Zeit und Materialkosten zu senken. Simulieren Sie das Verhalten von Bauteilen und Prozessempfindlichkeiten, einschließlich Scanpfad und Leistung der Stützstruktur. Beschleunigen Sie Simulationen durch die Integration und Wiederverwendung von Konstruktionsdaten. Erstellen Sie Anwenderoberflächen und Workflows für Fertigungsmethoden wie gerichtete Energieeinbringung, selektives Lasersintern oder Polymerextrusion. Wenden Sie validierte thermomechanische Lösungen an, um Verformungen und Restspannungen vorherzusagen und gleichzeitig Risiken wie Rissbildung und Maschinenstörungen zu identifizieren. Beziehen Sie Bewertungen der Ermüdungslebensdauer ein, berücksichtigen Sie die Wärmebehandlung nach dem Aufbau und stellen Sie durch digitale Kompensation sicher, dass die gefertigte Geometrie mit der konstruierten Geometrie übereinstimmt.
Werkstofftechnik und -entwicklung
Erstellen Sie virtuelle Drucker mit mehreren Lasern oder Wärmequellen, um den Materialauftrag und -abtrag zu steuern und gleichzeitig die Kühlmethoden für die fortschrittliche Fertigung zu optimieren. Konstruieren Sie Metalllegierungen für das Additive Manufacturing, indem Sie mikromechanische Simulationen analysieren, um die Kornausrichtung und Phaseneigenschaften zu verstehen. Mit anwenderdefinierten Werkstoffmodellen und umfassenden Prozessparametern in unseren thermisch-mechanischen Simulationen können Sie Fertigungsprozesse und Werkstoffeigenschaften für anspruchsvolle AM-Anwendungen präzise entwickeln. In Kombination mit leistungsstarken Optimierungswerkzeugen in 3DEXPERIENCE haben Sie die vollständige Kontrolle über fortschrittliche AM-Prozess-Workflows.
Kundenreferenzen
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