Улучшение аддитивного производства с помощью ПО 2020

  • автор:

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО. Почему так названа статья?

Традиционно дизайнер полагается на производственный опыт оператора для перевода чертежей дизайнера (разработчика) в готовые к изготовлению детали. В результате этот перевод — от концепции к производству — становится проблемой программного обеспечения.

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО зависит от дизайнера

Фото: machinedesign.com

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО зависит от дизайнера

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО напрямую зависит от цифровой модели. В результате это переносит ответственность за готовность производства на дизайнера. И его цифровой набор инструментов.

Переход от концептуального проекта к финальной части представляет собой многоэтапный процесс. Который решается компаниями-разработчиками программного обеспечения.

Основной проблемой является проблема совместимости программного обеспечения. Которая обходится только автопромышленности примерно в 2 миллиарда долларов в год.

Рабочий процесс на платформе представляет новый, управляемый на местах подход к проектированию. Он основан на неявном моделировании. Который автоматически преодолевает многие из узких мест. Например, возникающих когда инженеры борются за разработку для AM.

Остается фундаментальная проблема перевода дизайна в производственный формат. Даже при наличии окончательного дизайна. Который можно легко прочитать и выполнить с помощью 3D-принтера. Улучшение аддитивного производства с помощью ПО зависит от дизайнера.

Программное обеспечение является ключевым фактором 3D-печати

Фото: machinedesign.com

Программное обеспечение является ключевым фактором 3D-печати

Как отмечается Forbes, «Улучшение аддитивного производства с помощью ПО является ключевым фактором 3D-печати». Но нигде это так не верно, как при отправке производственных инструкций на аппарат.

Недавно программное обеспечение продвинулось. Чтобы обеспечить свободу проектирования и рабочие процессы. Которые полностью используют многообещающую экономику AM.

Индустрия AM говорит о дизайне для аддитивного производства (DfAM). Как будто это устоявшийся путь к совершенству. Но чаще всего DfAM остается задним местом инженерного проектирования.

Напомним, что возможны только низкоуровневые изменения. Например, такие как включение самонесущих элементов. Или добавление жертвенных объемов. Которые могут быть обработаны для критически важных по размеру элементов.

Другие изменения конструкции включают в себя изменения модели. Необходимые для полного использования возможностей аддитивного производства. Они требуют, чтобы связанные и/или зависимые функции были переработаны в длительном цикле итерации.

Время ручной доработки без добавленной стоимости в значительной степени является результатом специальной коллекции точечных решений для AM. Которые индивидуально решают эти вышеупомянутые проблемы.

Улучшение аддитивного производства - Тинкеркад (TinkerCAD)

Фото: 3d-week.ru

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО — переход от концептуального к детальному проектированию

Часто улучшение аддитивного производства с помощью ПО достигается использованием отдельных пакетов ПО. В результате файл должен снова транслироваться через каждый фрагмент ПО при изменении конструкции.

Типичный рабочий процесс при проектировании для AM начинается с концептуального проектирования. Которое представлено в программном обеспечении CAD.

Переход от концептуального к детальному проектированию может включать оптимизацию топологии. А также интегрированные инструменты моделирования. Которые могут предсказать целостность и производительность модели детали. Например, с учетом стресса, термической прочности, усталости, вибрации. И других мультифизических рабочих характеристик.

Исходным результатом обычно является некоторое вдохновляющее представление. Но не окончательная геометрия, готовая для проверки или изготовления. Хотя обычной целью оптимизации топологии является улучшение аддитивного производства с помощью ПО.

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО – ответственность оператора

Именно в этот момент инженер обычно должен вмешаться. Чтобы вручную восстановить геометрическую форму. Но это может стать основным узким местом в рабочем процессе.

Последующие изменения в окончательной геометрии детали потребуют дальнейших пересмотров. В результате повторение каждого из этих этапов сопряжено с затратами из-за доработки. Которая необходима для адаптации моделей на каждом этапе процесса.

Движение вперед, подготовка окончательной цифровой геометрии к конфигурации, готовой к печати, включает в себя несколько дополнительных шагов.

Цифровая геометрия должна быть преобразована в STL, 3MF или другой формат файла сетки. Для подготовки сборки, позиционирования, масштабирования и ориентации. А также для создания специальной структуры для решеток, пен и метаматериалов.

Затем необходимо создать контурные слои или файлы CLI и CLF. Чтобы включить нарезку необходимых деталей для 3D-принтера. Должны быть назначены параметры процесса для заполнения этих контуров .

Кроме того, необходимо учитывать мощность луча, скорости сканирования или другие параметры. В зависимости от конкретной машины AM и материала, который используется для печати конечной детали.

Аддитивные технологии обучение — достижения в области ПО

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО помогает преодолевать эти сложности недавними достижениями в области программного обеспечения.

Аддитивные технологии требуют обучения персонала. Который обеспечивают более гибкую среду разработки DfAM, основанную на неявном моделировании. В которой изменения в проекте компилируются и перестраиваются автоматически.

Кроме того, неявные геометрические модели построены на общем языке в технике: полях. Поля могут представлять информацию о форме, эмпирическом и имитируемом физическом явлении. Наряду с производственными данными. В результате выступая в качестве объединяющего языка. Который связывает знания между этими иначе разделенными дисциплинами.

Одна платформа данных может затем заменить несколько фрагментированных потоков инженерных знаний. В результате объединяя самые разные типы файлов. Используя поля для управления неявной геометрией. Эта единая платформа устраняет традиционные барьеры для итерации и инноваций.

Улучшение аддитивного производства - 3DSlash

Фото: 3d-week.ru

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО – рабочий процесс DfAM

Давайте посмотрим, как может выглядеть рабочий процесс DfAM на платформе этого нового типа. В чем возможность конструирования? Она состоит в том, чтобы облегчить и дополнить изготовление сопла ракетного топлива.

Общая проблема с аддитивно изготовленными клеточными структурами? Расслоение между клеточной структурой и кожей из-за стрессовых концентраций. А чтобы смягчить это, создается правило для плавного смешивания ребер с кожей.

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО достигается разными инструментами. Например, инструменты представления границ (BREP) позволяют дизайнерам выбирать или изменять каждый слой или ребро. Но это может быть утомительным и контрпродуктивным. Особенно со сложной геометрией.

С помощью полей расстояний в неявном моделировании можно создавать правила. Они изменяют несколько объектов, слоев, ребер и т.д. Как глобально, так и надежно. Даже если в проектные изменения внесены изменения.

При неявном моделировании мы не ограничиваемся только простыми полями расстояния для управления геометрией. В результате любое поле может использоваться для интеллектуального управления конфигурацией ребер.

Примеры пригодных для использования полей включают данные:

—  моделирования напряжения,

— температуры,

— жидкости.

Вы можете практически управлять геометрией с любыми имеющимися у вас данными.

В примере с соплом ракеты мы будем использовать данные напряжений фон Мизеса. Чтобы влиять на толщину ребер.

Ребра сделаны более толстыми. Там, где существуют более высокие значения напряжения. Чтобы обеспечить прочность там, где это необходимо. Этот рабочий процесс проектирования обеспечивается системами, построенными на неявном моделировании. Поскольку поля являются основным языком, на котором данные компонентов представлены здесь.

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО – создание контурных срезов

Улучшение аддитивного производства с помощью ПО — последний шаг в создании моделей, готовых к аддитивному производству. Это создание контурных срезов, которые могут быть считаны 3D-принтером.

Платформа, основанная на дистанционных полях, предоставляет свободу для генерации. А также и указания дополнительных траекторий инструментов и шаблонов сканирования для прямой доставки на машины. Причем без использования промежуточных файлов STL.

Файлы STL представляют собой треугольные граничные сетки геометрии компонента. Но они являются проблематичными. Поскольку они могут создавать проблемы целостности. А также становиться неосуществимо большими по мере увеличения сложности модели.

Исключение их из процесса путем предоставления готовых к печати данных срезов значительно повышает эффективность процесса.

На этом этапе возможно потребуется вернуться к началу и изменить тип ребра. В результате имеем новые параметры проектирования. Или дополнительные результаты прогона моделирования.

Это может быть быстро выполнено с использованием неявной геометрии. Но и все другие правила будут автоматически перестроены в соответствии с новой геометрией.

Все правила толщины и смеси будут по-прежнему применяться к новой модели без дополнительной работы. Но, как и прежде, деталь будет регенерироваться полностью до срезов контура. Указанных в начальном рабочем процессе.

Это является преимуществом проектирования с неявной структурой данных. В результате перестроения выполняются быстро, надежно и не дают ошибок.

Улучшение аддитивного производства – итоги

В этом рабочем процессе мы продемонстрировали постоянный прогресс в создании деталей, способных к аддитивному производству. Но в то же время могли повторять и вносить конструктивные изменения. Которые восстанавливают то, что мы недоработали.

Оптимизация процесса проектирования с помощью этого нового способа обеспечивает надежное восстановление после внесения изменений в проект в любой точке.

Эта возможность в значительной степени обеспечивается передовым программным обеспечением. Которое обеспечивает проект на основе технологии неявного моделирования.

Пользователи могут вносить исходные изменения в дизайн. Они перестраивают всю цепочку проектирования. Но они также могут настроить ориентацию и поддержку экспорта фрагментов. Для отправки непосредственно на компьютер без необходимости в файлах STL.

Любые изменения в исходном проекте будут автоматически перекомпилированы. Вплоть до этой точки.

Это не только экономит время инженеров-проектировщиков. Но и устраняет барьеры для пересмотра и итераций проекта. Результатом является плавный путь от первоначального дизайна к конкретной 3D-печати. Которое требует меньше времени для выполнения. Но и обеспечивает реализацию замысла проекта в производительности произведенного продукта.

Статья: Блейк Перес — старший прикладной инженер nTopology, machinedesign.com

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook