Виртуальный инжиниринг

ESI Additive Manufacturing

ESI Additive Manufacturing - это единая интегрированная вычислительная платформа для моделирования аддитивных технологий, где в качестве материала используется металлический порошок. 
Включает набор инструментов для решения задач, связанных с взаимодействием источника тепла и подаваемого сырья с целью выявления мелких дефектов и остаточных напряжений. Позволяет оценить коробления и спрогнозировать поведение обрабатываемого объекта во время процесса выращивания изделия, а также после его снятия с подложки.

Программа предназначена для моделирования следующих процессов:

  • Селективное лазерное спекание металлических порошков (SLM или Selective laser melting);
  • Прямое нанесение материала (DMD или Direct Metal Deposition -  модуль в стадии разработки).

Что дает использование программы:

  • Снижение пористости
  • Рост заготовки в соответствии с CAD геометрией
  • Увеличение скорости роста
  • Ускорение процессов модификации
  • Определение оптимальных параметров производства
  • Сокращение стоимости и времени разработки изделия
  • Снижение коробление и остаточных напряжений до допустимых значений 

База данных материалов/оборудования:

  • Имеется архив термо-физических и термо-механических свойств  ряда металлических материалов
  • Работает генератор теплофизических свойств по химическому составу
  • База открытая - можно легко редактировать и добавлять материалы. 
Модули
PreScan

Модуль предназначен для выполнения предварительной оценки технологического процесса и определения набора параметров, которые обеспечат получение минимальной пористости материала и максимальную скорость роста. Позволяет строить диаграмму Парето.


Входные данные для анализа 

  • Свойства материала
  • Средний размер гранул порошка
  • Имеющиеся ограничения в режимах работы принтера (мощность, Вт, скорость и пр.)
Powder Spreading

Модуль определяет характеристики распределения частиц на рабочем столе (плотность распределения, распределение по размерному фактору и т.д.). Решает задачу на микроуровне, позволяет подобрать оптимальную толщину слоев. Считает распределение гранул на основе статистики размеров/количества.

Позволяет оценивать плотность распределения частиц в слое. Результаты расчета являются входными данными для расчета плавления слоя (Melting module).

Входные данные для анализа:

  • параметры процесса,
  • свойства порошка 
  • распределение частиц по размерам
     
Melting

Модуль предназначен для анализа воздействия источника тепла на порошок (процессы плавления, испарения и затвердевания). Позволяет определить пористость слоя и качество поверхности, подобрать оптимальные параметры оборудования и оценить проплавление нанесенного слоя.

Используется для расширения библиотеки дефектов.
 

Thermal model

Предназначен для передачи данных (скорости нагрева и охлаждения, термические циклы и т.д.) , полученных в модуле MeltingModel (MicroScale) для дальнейшего расчета в Distortion Model (MacroScale). 

Distortion & Residual Stress

Модуль для расчета коробления и остаточных напряжений в полноразмерных конструкциях.

Возможности:

  • Автоматическое создание сетки для расчета, граничных условий и поддержек.
  • Выполнение расчета роста заготовки, выкатки из камеры и отделения от подложки.
  • Оценка технологичности компонента, а также его финальных короблений.
     
Результаты, полученные с помощью моделирования (уровень пористость) в ESI Additive Manufacturing, сравнивали с данными физического эксперимента. Сходимость - высокая.
Моделирование нанесения и расплавления второго слоя порошка

Статьи из блога