Hexagon和Raytheon開(kāi)發(fā)出可預(yù)測(cè)金屬3D打印缺陷的新軟件工具

2022年11月4日，南極熊獲悉，瑞典軟件開(kāi)發(fā)商Hexagon和航空航天公司Raytheon Technologies聯(lián)合開(kāi)發(fā)出一款檢測(cè)程序，使金屬3D打印機(jī)用戶能夠在零件缺陷發(fā)生之前進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)防。

這款程序是利用兩家公司的聯(lián)合軟件專業(yè)知識(shí)開(kāi)發(fā)，據(jù)說(shuō)可以讓設(shè)計(jì)者評(píng)估即將打印的結(jié)果，而不需要通過(guò)艱苦的試錯(cuò)過(guò)程。該軟件工具旨在補(bǔ)充�？怂箍担℉exagon）的Simufact Additive平臺(tái)，據(jù)說(shuō)將推出類似的用戶界面，以便用戶能夠獲得更多的功能，但不必重新學(xué)習(xí)界面。

海克斯康全球業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Jeff Robertson說(shuō)："我們與雷神技術(shù)公司合作，提供一個(gè)直觀和可訪問(wèn)的工具，幫助工程師快速預(yù)測(cè)和減少風(fēng)險(xiǎn)。在中尺度上評(píng)估完整的激光粉末床熔融（LPBF）部件的能力將減少實(shí)現(xiàn)部件認(rèn)證的努力，從而支持工業(yè)化。"

△Hexagon的Simufact Additive平臺(tái)被用來(lái)分析一個(gè)零件。圖片來(lái)自海克斯康。

雷神公司的3D打印之旅

雷神公司（Raytheon）總部位于弗吉尼亞州，是一家航空航天和國(guó)防方面的跨國(guó)公司。因此，該公司的研發(fā)工作橫跨多個(gè)行業(yè)和技術(shù)，但它對(duì)3D打印一直保持著長(zhǎng)期的興趣，特別是在其業(yè)務(wù)的航空航天方面。2020年7月，"美國(guó)制造 "將雷神公司列為其項(xiàng)目呼吁的贏家之一，并頒發(fā)了841,000美元的資金獎(jiǎng)。

該公司提交的項(xiàng)目，包括來(lái)自其情報(bào)和空間、導(dǎo)彈和國(guó)防以及研究中心部門的投入，建議開(kāi)發(fā)一個(gè)修訂的LPBF軟件工作流程。雷神公司說(shuō)，利用這個(gè)軟件，采用者就有可能用傳統(tǒng)的增材制造出拓?fù)鋬?yōu)化的 "特殊設(shè)計(jì)"，比如為美國(guó)空軍優(yōu)化的3D打印光學(xué)支架。

發(fā)動(dòng)機(jī)制造商和雷神公司的子公司Pratt&Whitney也是該技術(shù)的長(zhǎng)期采用者。在2019年的國(guó)際巴黎航展上，吉?jiǎng)P恩（GKN）航空航天公司透露，它已將與該公司的合作關(guān)系擴(kuò)大到GTF發(fā)動(dòng)機(jī)部件的3D打印，包括一個(gè)編組風(fēng)扇外殼安裝環(huán)和風(fēng)扇墊片。

對(duì)Simufact Additive的補(bǔ)充

�？怂箍惮F(xiàn)有的Simufact Additive計(jì)劃旨在使金屬3D打印機(jī)用戶通過(guò)在打印前模擬構(gòu)建來(lái)減少測(cè)試的時(shí)間。該平臺(tái)與LPBF、直接能量沉積（DED）和粘結(jié)劑噴射技術(shù)兼容，采用多尺度的方法來(lái)處理問(wèn)題，范圍從機(jī)械檢查到全面的熱-機(jī)械瞬態(tài)分析。

Simufact Additive平臺(tái)本身是基于數(shù)值模擬專家MSC軟件公司的MARC求解器，該技術(shù)涵蓋了廣泛的物理效應(yīng)，已被調(diào)整用于3D打印。在SimufactAdditive中，該軟件工具允許用戶最小化殘余應(yīng)力，補(bǔ)償變形，識(shí)別潛在的零件故障，評(píng)估后處理的影響，優(yōu)化構(gòu)建板嵌套等等。

從本質(zhì)上講，該程序通過(guò)使采用者在將結(jié)果與構(gòu)建的目標(biāo)幾何形狀進(jìn)行比較之前模擬打印，使缺陷清晰化，然后通過(guò)分析強(qiáng)調(diào)修復(fù)。據(jù)�？怂箍捣Q，Simufact Additive最終減少了制造商的學(xué)習(xí)過(guò)程，同時(shí)確保他們優(yōu)化員工的生產(chǎn)力，并盡量減少產(chǎn)品的上市時(shí)間。

在其最新的軟件創(chuàng)新中，海克斯康的制造智能部門與雷神技術(shù)公司的普拉特和惠特尼業(yè)務(wù)合作，開(kāi)發(fā)了一個(gè)全新的模擬工具。除了作為Simufact Additive的補(bǔ)充外，據(jù)透露，該技術(shù)將使設(shè)計(jì)者能夠根據(jù)材料、幾何形狀和打印工藝的組合來(lái)評(píng)估打印結(jié)果。

它還表示，軟件用戶界面的相似性將使其易于集成到現(xiàn)有的制造工藝中，而不需要廣泛的培訓(xùn)，Pratt&Whitney公司的材料和工藝高級(jí)研究員David Furrer補(bǔ)充說(shuō)，這將 "幫助具有各種經(jīng)驗(yàn)水平的制造商以更高的效率制造更好的產(chǎn)品"。

△使用ANSYS軟件評(píng)估的渦輪機(jī)葉片。圖片來(lái)自ANSYS

如今的Simufact Additive平臺(tái)已經(jīng)被證明很受歡迎，因?yàn)樗�的客戶群包括奧迪、奔馳和捷豹等，但它遠(yuǎn)不是這個(gè)領(lǐng)域的唯一軟件。例如，ANSYS Additive Print允許用戶評(píng)估材料在構(gòu)建過(guò)程中的應(yīng)力或變形情況，并采取糾正措施，以便在第一時(shí)間獲得正確的零件。

同樣，Riven的WarpAdapted Model軟件允許用戶從最初的設(shè)計(jì)中獲取并使用全部件的3D數(shù)據(jù)，在幾分鐘內(nèi)識(shí)別并糾正錯(cuò)誤。該軟件旨在與Authentise AMES合作，與FFF、SLA、MJF和粘結(jié)劑噴射兼容的技術(shù)，可釋放出完整的上下文數(shù)據(jù)捕獲，作為從零件模型中挑出缺陷的一種手段。