仿真技术助力实现成功的增材制造

作者: Shane Emswiler,ANSYS电子、流体与机械产品副总裁兼总经理

利用仿真技术,工程师现在不但能够确定产品设计的性能,而且还能够了解设计方案将如何打印。

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Shane Emswiler

“利用仿真技术,工程师现在不但能够确定其产品设计在现实条件下的性能,而且还能够精确了解设计方案在具体机器上将如何打印。”

增材制造又称为3D打印,获得了全球各个行业的广泛关注与期待,制造高度定制化部件的功能,不仅有望大幅降低生产成本和减少材料浪费,同时提高客户满意度和利润率。此外,增材制造还可以促进产品创新和提高市场响应度,因为设计方案只需短短几分钟就能够从数字文件转变成成品。

在当今竞争日益白热化的环境中,许多商业巨头都致力于通过满足客户的独特需求来赢得销售额。增材制造允许工程师轻松调整基本设计,设计出针对性的功能或者使用不同的材料组合,从而能够支持大规模定制。这样不但能够帮助消费类产品企业以低成本研发定制产品,而且比如在医疗行业中,这意味着医疗设备能够轻松装配到患者体内,以提高疗效。

虽然金属增材制造在实现战略与财务收益方面的潜力无限,但是目前该技术的主要用户局限于具备成熟产品设计的大型企业,如:航空航天公司。这些公司需要设计的产品不仅具有极其复杂的几何结构、而且采用非常耐用的材料混合物,因此自然而然地会率先采用增材制造技术。

然而,由于进入成本降低⸺主要得益于金属增材制造设备的成本较低⸺更多公司将希望探索3D打印技术的优势。在此过程中,他们必须要解决众多实际挑战。这些挑战包括采纳新的工作流程、调节不熟悉的生产参数以及消除生产错误和浪费。最后一个同样很重要的挑战是:增材制造粉末的成本目前远远高于传统材料。打印任务失败会产生惊人的代价。

不过也有好消息。正如仿真技术40多年来一直在优化传统工程与生产过程,仿真一直在不断发展,以解决这些新的挑战。利用仿真技术,工程师现在不但能够确定其产品设计在现实条件下的性能,而且还能够精确了解设计方案在具体机器上将如何打印。参与生产过程的每个人⸺从设计人员到机器操作员⸺都能够借助通用平台进行协作,并共享有关增材制造结果的全面信息。

为了实现这种愿景,ANSYS针对其面向增材产品设计的旗舰仿真解决方案进行了扩展,另外引入了专门用于优化增材制造相关工程与设计过程的新工具。ANSYS客户可以低风险地进入增材制造的世界。因为他们在使用熟悉的行业领先技术,而且在借助经过验证的强大仿真功能保护利润率。

本期《ANSYS Advantage》杂志主要介绍了一些支持金属增材制造的新仿真功能以及已经发挥这种新生产方法优势的客户的成功案例。我们希望这本杂志能够帮助您思考基于仿真的增材制造如何成为贵企业的竞争优势。

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