Flow 3D Additive Manufacturing2018-07-20T11:22:48+00:00

Project Description

Obróbka addytywna

Unikalne funkcje symulacyjne dla procesów 3D

Video

Wykonywanie detali z metalu techniką 3D budzi coraz większe zainteresowanie

Współcześnie używane są trzy główne metody: spiekanie proszków (PBF – Powder Bed Fusion), depozycja energii (DED – Energy Deposition), proces wtryskiwania lepiszcza (Binder Jetting Processes). Unikalne funkcje programu FLOW-3D umożliwiają przeprowadzenie symulacji odwzorowujących te procesy. Dodatkowe moduły FLOW-3D – DEM i WELD są wykorzystywane do symulowania spiekania proszkowego w technologii L-PBF. Program jest w stanie symulować fazy zasypywania, topienia i krzepnięcia, powtarzane z każdą warstwą. Wykorzystując moduł DEM, zintegrowany z FLOW-3D, możemy symulować proces zasypywania proszku wraz z randomizacją wielkości ziaren i ich upakowaniem.

Jednym ze sposobów osiągnięcia różnego upakowania ziaren proszku jest wybór różnych rozkładów rozmiaru podczas zasypywania. Są trzy wielkości ziaren, które w efekcie dają różne stopnie upakowania – Przypadek 2 charakteryzuje się najwyższym jego stopniem.

Moduł DEM może także szczegółowo analizować oddziaływania między ziarnami proszku, łączenie ziaren i płynu oraz ruchy ziaren. Dodatkowo istnieje możliwość określania sił działających pomiędzy ziarnami, aby jeszcze dokładniej badać sposób rozsypywania proszku.

Ta symulacja FLOW-3D wykorzystuje metodę elementów dyskretnych (DEM) do badania rozsypywania się proszku pod wpływem obracającego się walca. Na początku filmu zasobnik proszku przemieszcza się w dół, a podstawa przesuwa się w górę. Zaraz potem walec rozsypuje ziarna proszku, pokolorowane w zależności od swojego pierwotnego położenia – przygotowując kolejną warstwę do zasypania i topienia. Takie symulacje mogą dostarczać dodatkowych informacji na temat rozmiarów ziaren proszku, które są przemieszczane z zasobnika na podstawę.

Po położeniu warstwy proszku można określić parametry wiązki lasera w module FLOW-3D WELD i wykonać symulację topienia. Można dzięki temu analizować temperatury i ich gradienty, prędkości, frakcje stałe i prędkości krzepnięcia.

Po skrzepnięciu metalu, parametry z FLOW-3D – takie jak ciśnienie i temperatury moa być zaimportowane do innego programu symulacyjnego (Abaqus, MSC Nastran) w celu analizy naprężeń i przemieszczeń.

Po skrzepnięciu pierwszej warstwy zasypywana jest kolejna warstwa proszku. Symulacje topienia są przeprowadzane ponownie. Ponownie określane są też parametry lasera. Ten proces może być powtarzany wielokrotnie w celu oceny procesu łączenia się warstw, badania gradientów temperatur oraz wykrywaniem porowatości i innych efektów.

Symulacje wtrysku lepiszcza dają obraz rozchodzenia się i penetracji lepiszcza w warstwie. Dużą rolę odgrywają tu siły kapilarne. Parametry procesu i własności materiałowe bezpośrednio wpływają na depozycję i rozchodzenie się lepiszcza.

Wykorzystując wbudowany w FLOW-3D model ziarna można także symulować proces bezpośredniej depozycji energii. Określając prędkość wprowadzania proszku i skutek przepływu ciepła, cząstki stałe oddziałują masą, momentem i energią na proces topnienia. Na poniższym filmie stałe ziarna metalu są wtryskiwane do roztopionego materiału, a następnie zaobserwować można krzepnięcie całej struktury.

Możliwości

Unikalne funkcje symulacyjne dla procesów 3D

Dodatkowe moduły FLOW-3D – DEM i WELD są wykorzystywane do symulowania spiekania proszkowego w technologii L-PBF.

Program jest w stanie symulować fazy zasypywania, topienia i krzepnięcia, powtarzane z każdą warstwą.

Moduł DEM może także szczegółowo analizować oddziaływania między ziarnami proszku, łączenie ziaren i płynu oraz ruchy ziaren. Dodatkowo istnieje możliwość określania sił działających pomiędzy ziarnami, aby jeszcze dokładniej badać sposób rozsypywania proszku.

Możliwość symulacji procesu bezpośredniej depozycji energii z wykorzystaniem wbudowanego w FLOW-3D model ziarna

Kluczowe korzyści

Unikalne funkcje symulacji

Druk wielowarstwowy

Symulacje wtrysku lepiszcza dają obraz rozchodzenia się i penetracji lepiszcza w warstwie