Por que você deve usar tecnologias de simulação e impressão 3D juntas

Ao comparar as técnicas de manufatura aditiva com seus predecessores tradicionais, um desafio a ser antecipado são as diferenças contrastantes nas propriedades dos materiais. O gráfico à esquerda fornece uma visão geral dos critérios de desempenho e como a impressão 3D e o CAE se comparam.

Cada técnica de impressão 3D produz um conjunto diferente de propriedades mecânicas e térmicas, bem como qualidades de colagem de camada que a diferenciam dos componentes produzidos por meio de uma ferramenta de moldagem por injeção. Quer o material seja um termoplástico ou um termofixo, essas qualidades definirão sua gama potencial de oportunidades de aplicação.



Tecnologia de impressão 3D FDM e materiais populares

Modelagem por deposição fundida tecnologia de impressão 3D tem a vantagem particular de usar termoplásticos verdadeiros. Isso fornece aos engenheiros uma variedade de materiais para selecionar, que atuarão de forma semelhante aos materiais de produção com os quais estão familiarizados. Materiais populares do FDM como policarbonato e Nylon 12 podem ser usados ​​para componentes de pré-produção, no entanto, a qualidade em camadas da impressão 3D produz características anisotrópicas que diferenciam como a peça age durante um cenário de teste.



Validando o desempenho do projeto virtualmente com tecnologia de simulação

É aqui que a simulação nos ajuda a preencher alguns vazios preditivos e nos impede de imprimir ideias ruins. Concedido, prefiro imprimir uma ideia ruim do que moldá-la ou fundi-la com uma ferramenta macia. A impressão 3D é rápida e os custos diminuíram, mas parar para avaliar o desempenho do projeto praticamente ajuda a reduzir os ciclos perdidos na impressora e fornece mais informações sobre o desempenho no campo.

Mesmo quando temos peças trabalhadas que estão muito próximas da qualidade de produção, o teste virtual tem algumas vantagens distintas sobre o teste físico. Especificamente, é um ambiente livre de "ruído" perfeito, onde podemos realmente comparar maçãs com designs de maçãs. Além disso, com a simulação, podemos visualizar quantidades como fluxo de fluido ou tensões que são intrusivas ou caras para quantificar fisicamente.



Comparação entre testes físicos e virtuais

Agora podemos usar a impressão 3D para ajudar a visualizar os resultados da análise. A simulação sempre foi uma ótima ferramenta de visualização, mas agora podemos “sentir” esses resultados e segurá-los em nossas mãos!




Usando tecnologias de simulação e impressão 3D para otimização de design

Dois dos avanços mais interessantes em CAE e impressão 3D são ferramentas para otimização de formas. É valioso realizar um único estudo para um cenário de carga única. Esse valor sobe ordens de magnitude quando você pode otimizar automaticamente em vários casos de uso ou carregamento usando tecnologia de simulação dentro de ferramentas como solidThinking Inspire.



Fluxo de trabalho de otimização usando solidThinking Inspire

As ferramentas de otimização da topologia já existem há bastante tempo e, nos primeiros anos, eram limitadas devido às restrições de formato dos métodos de manufatura típicos. Em seguida, esses códigos ficaram mais inteligentes para incluir disposições para restrições de fabricação para garantir que o projeto otimizado seja viável.

Agora que a impressão 3D está se tornando uma opção de fabricação abre as portas para formas que antes tínhamos que “jogar fora”. Assim como os métodos tradicionais de manufatura, há efeitos do processo a serem considerados.



Fluxo de trabalho de simulação do processo de impressão 3D

Poderíamos imprimir fisicamente centenas de peças usando diferentes caminhos de construção e configurações de processo, mas isso logo se tornará o custo e o tempo proibitivos. As ferramentas de simulação agora estão sendo usadas para levar em consideração as variáveis ​​de impressão, permitindo aos engenheiros prever os efeitos do processo de impressão 3D na peça final.