ansys 3d打印仿真的案例
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ANSYS宣布收購增材制造（3D打印）仿真領導者：3DSIM
此次收購使ANSYS擁有了業內唯一一個完整的增材制造（3D打印）仿真工作流程。
全球工程仿真軟件行業的領導者和創新者：ANSYS， 于11月15日宣布成功收購高級增材制造仿真技術領導者：3DSIM。在收購3DSIM后，ANSYS擁有了業界唯一一款完整的增材制造仿真工作流程。
增材制造（3D打印）是在工程領域中發展速度最快的細分市場。雖然增材制造技術有望推動工業制造格局的巨變，但在企業真正廣泛應用該技術取代現有制造技術之前還必須克服一些障礙。尤其是金屬打印充滿了挑戰性，因為其通常要求激光技術針對不同應用來優化金屬的密度。但是打印過程中也會意外導致金屬熔化，從而造成產品故障。此外，快速加熱和冷卻產生的應力也會導致產品變形。強強聯合的ANSYS-3DSIM仿真解決方案將有助于緩解相關風險，從而在未來打印出功能更強大、更輕量化的組件...https://www.31meijia.com/Mobile/Article/Details/1113191015
展開 3D打印建模/3D掃描/修復/仿真工作站配置推薦2021v4
2.3 3D打印模型的模擬仿真計算
主要任務：優化材料、工藝、結構設計，減少打印失敗（變形、裂紋、質量差、密度不足等）、減輕重量、縮短打印時間、降低廢品率等
典型仿真軟件：Ansys additive套件，Amphyon，Netfabb
計算重點：對3D模型的結構仿真模擬強度分析、熱分析等
硬件配置：基于有限元法的仿真計算，多核并行、高頻、高內存帶寬
（三）3D打印建模、修復、仿真硬件配置推薦
3D打印技術應用在各行業普及，3D打印配套的建模復雜度與仿真計算規模越來越大，對計算要求越來越高，如何配置一臺建模快不卡頓、仿真計算性能高的---3D打印最佳性能的圖形工作站？
西安坤隆計算機公司是一家針對行業應用，量身定制高性能圖形工作站解決方案公司，通過對3D打印過程的每個環節分析和了解，給出最佳最快的工作站硬件配置架構。
展開 
3D打印仿真模擬將歷史變為現實--ESI Additive Manufacturing仿真軟件
Réplic'Air獲得了Expleo（前身為AssystemTechnologies）和PRISMADD的支持，以生產和提供獨特的3D打印金屬零件來裝備飛機--特別是發動機的冷卻系統，冷卻系統由五個不同的管道和儲存器組成。Expleo是一個工程團隊，協助客戶進行數字化轉型，而PRISMADD則致力于通過簡單或復雜的3D打印實現客戶的零件。
最初，技術支持團隊沒有采用仿真模擬，而是重新設計并制造了用于發動機冷卻系統的3D打印復制品。這導致了預期之外的層與層之間的變形、孔隙和間隙（特別是由于薄壁）---更不用說浪費時間和材料了。每生產兩個有缺陷的原型，材料價格約為2萬歐元，并且延遲一個月交付。為了滿足飛機可完全運行的最后期限，他們意識到仿真模擬將幫助他們會在盡可能短的時間內確定其零件的最佳設計。因此，Expleo轉向可應用于其3D打印需求的仿真模擬軟件---ESI Additive Manufacturing仿真軟件。
“我們與ESI團隊的合作使我們能夠解決系統的制造問題。得益于ESI增材制造仿真解決方案，我們能夠在最短的時間內做出正確的決定，推出一部分發動機冷卻系統。”
---------Wilfried DUFAUD聯合創始人Aura-Aero和Replic'Air成員創新領導致力于增材制造應用和科學主題的制作。
為了滿足完全運行飛機的最后期限，工程師意識到仿真模擬將幫助他們在盡可能短的時間內確定其零件的最佳設計。為此，Expleo3D打印模擬軟件----ESI Additive Manufacturing仿真模擬軟件。
展開 醫學有限元仿真，3D打印
聯系方式：QQ:252690354
CAE仿真可以讓3D打印更簡單
采用MSC提供的特殊建模技術，無論部件形狀多么復雜都能快速建立適合 3D打印工藝仿真的模型；在求解技術方面中，通常一個復雜的3D打印工藝仿真可以在幾十分鐘到數個小時內完成，預測的變形誤差在5%以內。下面是實際通用機械和飛機結構金屬3D打印仿真的結果示意圖：
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基于Abaqus的光固化3D打印結構仿真
3D打印技術(增材制造技術)通過層層疊加的方式構建產品，對于工業制造的發展有著革命性意義。3D打印的過程包括三個步驟：（1）利用計算機設計軟件或通過3D掃描構建三維模型；（2）利用切片軟件將三維模型分割成薄片；（3）是通過3D打印機逐層打印模型。與傳統制造技術相比，3D打印可減少材料浪費、簡化制造過程、縮短制造周期等。近年來，3D打印技術發展迅速，它不僅可以替代部分傳統制造技術，也能賦予材料更先進的功能，在許多行業都有重要應用。
數字化光處理技術(DLP)是一種面成型的光固化打印方式，也是一種廣泛使用的3D打印技術。DLP的技術原理是在光源作用下使液態樹脂發生聚合反應固化成型。掃描完一層后，平臺上升或下降一個切片層厚度，樹脂補充完成后進行下一層的固化，新固化層與上一層緊密結合在一起，如此層層疊加即可完成三維結構的構建。
我們在之前的文章里介紹了復合材料固化變形的相關內容。樹脂固化過程中會出現化學-熱-變形多場之間的相互耦合，固化產生的化學收縮以及熱應變會導致復合材料結構內部產生較大的內應力，并導致結構形狀發生改變。光固化3D打印結構變形與復合材料固化變形本質上是類似的，都是由樹脂的固化收縮和熱應變導致內部產生殘余應力，釋放邊界約束后結構發生回彈變形。與復合材料固化變形相比，光固化需要額外考慮光照對固化速率的影響，一定程度上增加了分析的復雜性。
本文將從固化動力學模型、材料本構以及建模方法三方面展開介紹。
固化動力學模型
光固化過程中，樹脂的固化速率與溫度和光照強度相關。
展開 設計仿真 | Cradle CFD助力金屬3D打印工藝優化
通過Cradle CFD構建滲透模型，揭示了溫度對粘結劑滲透的雙重作用機制，并通過實驗驗證了仿真結果的可靠性。
設計挑戰
盡管BJ技術前景廣闊，但其工藝優化仍面臨兩大難題：
? 滲透機理復雜：液滴的鋪展、滲透受慣性力、重力、粘性力等共同影響，難以通過實驗直接觀測；
? 溫度敏感性高：粘結劑的粘度隨溫度變化顯著，導致工藝穩定性難以把控。
粘結劑與粉末床的相互作用過程
設計案例
技術亮點
? 差異化網格劃分：針對液滴、空氣域和粉末床區域分別優化網格密度，既保證界面捕捉精度，又避免計算資源浪費；
? 網格獨立性驗證：對比三種網格方案（節點數從165萬到736萬），最終選擇誤差的中等密度網格，兼顧效率與準確性。
網絡獨立性驗證
仿真結果：溫度如何改寫滲透規則？
通過Cradle CFD模擬不同溫度（20℃—40℃ ）下的單液滴與雙液滴滲透過程，研究團隊揭示了溫度對粘結劑行為的雙重影響：
? 縱向滲透增強：溫度升高導致粘結劑粘度下降，流動阻力減小，液滴更易深入粉末床。
? 橫向鋪展受限：高溫下，毛細力主導液滴向孔隙內部滲透，而非持續橫向擴展。
不同溫度下粘結劑的鋪展形貌
實驗驗證：從虛擬到現實的閉環驗證
為驗證仿真結果，團隊設計了系統的打印實驗。采用M400Pro金屬3D打印機，在不同溫度下打印15 mm×10 mm×8 mm的長方體生坯。
不同溫度下打印生坯
不同溫度下打印生坯各方向的平均尺寸
? 溫度20℃→40℃ ：樣件高度（滲透深度）從7.95mm增至8.05mm，長度從15.02mm變化至14.95mm，寬度從10.02mm變化至9.96mm。
展開 借助仿真 App 優化 3D 打印技術
增材制造又稱 3D 打印，近年來發展迅猛。它是一種新穎且前景廣闊的制程工藝，不僅有利于減少材料浪費，更重要的是可以生成傳統工藝無法加工的形狀。
位于英國考文垂的制造技術中心（Manufacturing Technology Centre，簡稱MTC）長期致力于研究增材制造技術，為航空航天產業的零件制造商提供設計和物理樣機。其中一種常用的增材制造工藝叫做激光粉體熔化成型（laser powder bed fusion），這項技術利用數十微米厚的粉末層，通過激光逐層構建出零件。3D 打印系統會按照預定義的打印路徑，制造出具有極小幾何細節的零件。
為了驗證增材制造零件的質量和性能，MTC 幾年前便開始使用 COMSOL Multiphysics? 軟件進行虛擬設計測試、模型驗證和性能預測。在過去幾年間，他們開始基于 COMSOL 模型創建仿真 App，讓不同的團隊能夠通過 App 共享仿真分析的強大功能，滿足客戶的各類需求。
早在仿真 App 開發的初期，我們就曾采訪過 MTC 團隊（請參閱 2015 年度的《COMSOL News》第 5 頁）。兩年之后，讓我們來看看仿真和計算 App 對MTC 的設計工作流程和部門間協作產生了怎樣的影響。
全新的零件設計方法
MTC 物理建模團隊負責人Borja Lazaro Toralles 表示，激光粉體熔化成型技術擁有其他制造工藝不具備的優勢。它的沉積速率慢于金屬沉積成形工藝，但其精度和分辨率更高。
然而這種工藝有一個缺點：當金屬冷卻時，材料可能會在沉積了數層之后發生變形。較大的溫度梯度和快速冷卻引起的熱循環會在沉積過程中產生殘余應力。這會造成微觀結構發生緩慢的變化，進而導致零件發生變形，如圖 1（左）所示。
展開 
MTC借助COMSOL仿真 App 優化 3D 打印技術
仿真軟件自身也需要不斷地優化，這需要聯合整個增材制造生態系統，仿真軟件需要與機器制造商合作，以獲得設備的物理參數權利；需要與材料供應商合作，以保證材料科學指標是正確的；需要與測試專家合作，以確保正在測試的零件是正確的；需要和與用戶合作，以確保得到更多的預測結果與實際效果之間匹配的權利。根據所有的材料、設備和產品的關鍵信息，預測如何改變材料，機器和建模。仿真最終的目標是為了使人們不需要交“學費”，將設備當成試驗品，仿真的目的是不浪費時間和金錢，避免錯誤發生。
總體來說，專門針對于增材制造的仿真軟件是個新領域，在這種方式中，仿真將是管理預期的一種手段，在上機之前告訴制造商什么是可以做的，包括支撐結構的設置，怎樣做是優化的結果。可以說，仿真產生的洞察和理解，減少了制造商的痛苦和不可預知的故障。
根據3D科學谷的市場觀察，除了文中提到的COMSOL軟件，為了解決許多與金屬3D打印相關的常見問題，包括應力變形、裂紋、表面質量差、密度不足等問題，市場上比較常見的包括ANSYS旗下的3DSIM，德國創業公司Additive Works開發的基于仿真的金屬增材制造預處理軟件Amphyon等。
展開 ANSYS workbench 3D打印頭穩態熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習3D打印頭三維模型的處理
2、學習穩態熱分析步的建立
3、學習穩態熱分析的邊界條件的施加
4、學習穩態熱分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 3D打印頭穩態熱分析。
本案例完整提供了分析相關的所有分析文件。
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航空航天領域的增材制造（3D打印）仿真
在這里，對航空航天領域的某精密零部件的增材制造（3D打印）過程，進行仿真模擬，描述其在制造完成前后的變形情況。
首先，對模型劃分網格。如下，分別是初始模型及劃分后得到的笛卡爾網格。網格尺寸均為1.25mm。
由于增材制造的過程，物質的沉積是一個逐漸累加的，所以需要將網格沿著激光路徑進行逐層分離。
隨后設置相應的材料參數及激光功率速度等等，提交Marc求解器進行求解計算。得到制造完成，冷卻后的模型，與原CAD/CAM模型的變形對比。
仿真動畫，如下圖所示。
歡迎交流。
幾種3D打印仿真軟件-Part 1
3D打印 / 增材制造仿真是一個廣泛的概念，從打印材料熔化，到刀具路徑，再到打印后處理工藝，整套3D打印制造流程幾乎都可以通過仿真軟件進行模擬。借助仿真的力量，3D打印零件的設計能夠得到優化，打印失敗的情況也將減少。
但是由于仿真技術能夠涵蓋到整個3D打印過程，市場上各種3D打印仿真軟件的應用側重點也是不同的。本期，3D科學谷整理了幾款3D打印仿真軟件，從中我們可以看到這些軟件所實現的不同仿真功能。
ANSYS
ANSYS 增材制造仿真技術的聚焦點是金屬增材制造工藝，包括粉末床熔融和定向能量沉積兩種。
ANSYS AM 工作流程
ANSYS 面向增材工藝設計的仿真解決方案包括：面向產品設計人員的工藝仿真軟件ANSYS Workbench Additive; 面向工藝工程師的ANSYS Additive Print; 面向金屬增材制造專家、工程分析師、材料科學家、設備、粉末制造商的ANSYS Additive Science。
ANSYS 打印仿真
ANSYS增材制造仿真的應用價值體現在改善、減少和開發幾個方面。改善，包括改善金屬增材制造設計流程、對工藝過程的了解、機器生產效率、材料利用率、可重復性和質量；減少，包括減少打印失敗，打印時間，不合格零件，后處理，試錯，設備維護和對環境的影響；開發，包括開發新材料，新機器，新參數，個性化微觀結構和期望的材料屬性。
Amphyon
Amphyon 的仿真技術也是專注于金屬增材制造，特別是激光熔融增材制造技術。
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