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ANSYS的博客
2023年5月31日
随着技术进步不断影响全球各行业,增材制造(AM)正变得越来越受欢迎。到2030年,其全球市场预计将达到761.6亿美元,在整个预测期间(2022-2030年)以20.8%的复合年增长率增长。1
环境问题也在其吸引力中发挥了作用,因为公司正在寻找提高效率同时降低材料成本的方法。为了实现这一平衡,许多制造商正在接受数字化转型并采用新技术和方法。模拟和增材制造支持这一转变,使制造商能够在打印前设计、测试和验证3D零件,从而节省时间、材料和成本,同时有助于提高零件质量。
总部位于日本的美国3D打印公司K.K. (3DPC)将模拟和增材制造相结合,通过提供一站式的战略3D打印服务,帮助制造商开发替代供应链。为了确保供应链的安全,并为制造商做好应对意外中断的准备,3DPC为制造商提供增材制造零件和服务,以优化和数字化他们的工作流程。3DPC与多个行业和市场合作,从玩具公司到空间站。
使用Ansys的多物理场仿真工具Ansys启动程序, 3DPC使用Ansys的仿真来确保其3D打印零件和材料的精度和耐用性。通过Ansys的精确预测分析,3DPC验证了工程动力学,包括结构完整性、热问题、流体流动和冲击,同时降低了材料成本,优化了增材制造服务,并增加了客户群。
3DPC适用于各种材料,包括树脂,金属和复合材料。在增材制造中,预测变形对于成功制造零件、降低成本和避免大量打印错误至关重要。3DPC利用Ansys的多物理场仿真工具,对热变形进行提前分析预测和参数修改。
在构造零件时,平衡强度和重量同样重要。制造商寻求坚固的部件,而他们的客户则要求它们重量轻。为了达到这种平衡,3DPC将熔融沉积建模(FDM)方法与Ansys机械并应用拓扑优化。该团队在考虑FDM方法的各向异性的同时评估强度,并将其应用于拓扑优化模型。在使用这种方法的一个例子中,3DPC成功地在不降低强度的情况下减轻了20%的重量。通过Ansys的模拟,该团队能够改变设置和参数,如边界条件,直到达到所需的比率。
对于热分析,3DPC集成Ansys流利评估热交换效率和Ansys Additive Suite利用粉末床熔合(PBF)方法预测热变形。此外,3DPC使用Ansys LS-DYNA评估弹性体材料的减震性能Ansys的发现分析网格数据。
3DP首席执行官Alexander表示:“如果没有Ansys Startup Program,我们就不可能采取措施探索Ansys提供的所有不同模块De Vore。“其中一些对我们流程的不同部分产生了意想不到的好处。因此,对Ansys产品的广泛研究帮助我们发现了为现有业务增加价值的新方法。”
除了减轻零件重量外,3DPC还减少了材料的使用并提高了零件的性能。例如,Ansys的工具可以帮助3DPC量化点阵垫等增材制造零件的硬度和/或柔软度。这种洞察力不仅改善了零件,而且使3DPC能够为客户创建更强大的商业提案,并能够使用模拟虚拟地说明零件特征。凭借这些优势,再加上Ansys的快速仿真周转,3DPC缩短了销售时间,加快了生产,并获得了新客户,从而获得了更高的投资回报率(ROI)。
3DPC提供四项主要服务:设计工程,包括广泛的增材制造技术,如PBF和熔丝制造(FFF);通过3DPC日本工厂的内部设备制造;硬件集成咨询;还有一个数字平台,客户可以通过电子方式下单和跟踪订单。
通常,3DPC客户包括需要快速零件的组织,想要利用AM几何形状的高性能组件,或者正在考虑系统采用AM,但不确定如何开始。
为了满足客户对更快的零件生产的需求,仿真帮助3DPC数字化模拟组件,并在加速的时间框架内根据客户的规格定制零件。在一个实例中,3DPC帮助一家遍布全球的大型组织减少了大约20%的交货时间。
De Vore说:“通过使用我们多年来开发的一些软件模型和设计启发式,我们能够避免大量的试验和错误。”
对于希望使用增材制造几何形状增强零件性能的客户,仿真可以帮助3DPC克服诸如重量、热动力学和电磁特性等工程动力学方面的常见挑战。大多数客户已经探索了传统的几何形状,并寻求增材制造的新功能。3DPC通过提供从材料选择到性能测试和材料开发的综合服务来满足这些需求。
随着增材制造的吸引力和受欢迎程度不断提高,许多企业对这项技术很感兴趣,但对其处理过程并不熟悉。对于这些潜在客户,3DPC提供硬件咨询,以评估具体需求并讨论可能的解决方案。
通过在整个增材制造过程中集成Ansys的仿真,3DPC可以应用重要的数据驱动见解,团队认为这是至关重要的。
“这种类型的数字建模是至关重要的,因为AM是一个连续的过程,”De Vore说。
展望未来,这家初创公司将继续利用Ansys的仿真技术加强业务,并计划通过进一步探索这些工具和考虑数字存储解决方案来提高数据洞察力。
“当我们向客户展示模型结果时,一些最好的结果就是赢得了新客户,”德沃尔说。“通过整合Ansys的成果和赢得客户,缩短了我们的销售时间,否则我们就不会为业务带来非常积极的投资回报率。”
Ansys致力于确保新兴创新者能够负担得起并获得领先的仿真工具。了解更多有关Ansys启动程序。
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