激光增材制造仿真的案例
comsol激光增材制造資源互換
本人激光增材制造仿真研究生一枚，想和一同做該領(lǐng)域的研友共同進步。自己也積累了一些模型和資料。有需求的咱們資源互換共同進步！
激光增材制造仿真過程分析
摘 要：針對激光增材制造過程, 采用仿真的方式獲取加工過程中各參量隨時間變化的情況。建立了高斯熱源的模型, 主要分析了激光掃描過程中材料的溫度、不同方向的溫度梯度、不同方向的變形量、正應(yīng)力和屈服應(yīng)力, 最后分析了冷卻后的溫度、變形和應(yīng)力分布情況。結(jié)果表明:薄壁框由于各方向與空氣接觸面積大小不同, 冷卻的溫度梯度差別大;各方向剛度不同, 會導(dǎo)致變形量不同, 從而對應(yīng)力的分布造成影響;激光對已成形部分的影響主要位于前幾個掃描周期, 影響程度隨熔池與該節(jié)點的距離增大而快速減小;最大單向變形約為2. 5 mm, 最大殘余應(yīng)力約為560 MPa。
關(guān)鍵詞：增材制造;仿真;溫度;應(yīng)力分布;變形;
增材制造是當今制造領(lǐng)域的一個熱點問題[1], 然而, 由于實際加工中工藝的限制, 在材料、幾何形狀、公差、殘余應(yīng)力及強度方面生產(chǎn)的制件并不總是可使用的。因此, 在實際加工前采用仿真的方式預(yù)演是非常必要的[2,3]。
作為新型制造方法的代表, 增材制造技術(shù)提供了生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的能力, 例如內(nèi)部特征, 這些內(nèi)部特征難以通過其他任何工藝來創(chuàng)造;然而, 表面質(zhì)量和精度嚴重阻礙了其進一步的發(fā)展, 調(diào)整參數(shù)過程耗時耗力[4]。Srikanth等[5]采用2D非線性有限元的方式對激光增材制造仿真的溫度場進行了仿真, 隨后又針對3D結(jié)構(gòu)進行了相應(yīng)的仿真, 分析了不同的激光功率和掃描速度對溫度場及其溫度梯度的影響[6]。Zhao等[7]通過ABAQUS仿真發(fā)現(xiàn)激光沉積區(qū)域能夠限制基材的塑性變形和材料交界處的正應(yīng)力。Zhou等[8]提出了一個完整的增材制造模型, 包含了模型設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化、軌跡規(guī)劃和能量及材料消耗, 并且通過閉環(huán)反饋進行加工參數(shù)優(yōu)化。
展開 航空航天高性能制造，激光增材制造技術(shù)大有可為
激光增材制造技術(shù)未來的研究與發(fā)展趨勢中，下列方向值得進一步關(guān)注：
（1）以高性能/多功能為驅(qū)動的激光增材制造材料-結(jié)構(gòu)-工藝一體化，主動實現(xiàn)構(gòu)件的高性能和多功能；
（2）激光增材制造的“多相材料”和“多材料”設(shè)計、制備與成形，以實現(xiàn)將“合適的材料添加到合適的位置”；
（3）激光增材制造創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)構(gòu)件高性能化和多功能化，以凸顯“獨特的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)獨特的功能”；
（4）構(gòu)建面向全尺寸構(gòu)件和全工藝流程的激光增材制造工藝仿真、監(jiān)測、反饋及工藝優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)與方法，全面提升激光增材制造工藝技術(shù)水平、質(zhì)量以及工業(yè)應(yīng)用水平。
展開 abaqus激光增材制造仿真（詳細操作步驟）
詳細介紹了利用abaqus進行增材制造的操作流程，分析步為了方便采用了python程序?qū)崿F(xiàn)。
abaqus激光增材制造應(yīng)力場仿真（Explicit+Implicit）
（1）在Explicit分析中實現(xiàn)溫度場的仿真，獲得odb文件；
（2）在Implicit分析中通過修改材料參數(shù)、分析步、相互作用、載荷和約束、網(wǎng)格類型、調(diào)用odb文件，實現(xiàn)熱應(yīng)力場的仿真。
利用abaqus進行激光增材制造仿真（單元生死+DFLUX子程序+python程序）
利用abaqus實現(xiàn)了增材打印的有限元仿真：
（1）實現(xiàn)了單元生死的控制；
（2）編寫了基于高斯熱源的DFLUX子程序，實現(xiàn)了多掃描通道的仿真；
（3）利用python語言實現(xiàn)了分析步和接觸的定義。
Add Up&ESI Group加強增材制造領(lǐng)域合作，致力金屬增材制造仿真新模塊
AddUp和ESI集團推出了“Distortion Simulation AddOn”，這是一款符合人體工程學(xué)且易于使用的仿真模塊，專用于金屬增材制造。
AddUp&ESIGroup亮相Formnext18，展示“DistortionSimulation AddOn”在增材制造加強合作
AddUp是增材制造工業(yè)解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，ESI集團是基于材料物理的虛擬原型制作解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者和先驅(qū)，他們宣布推出DistortionSimulation AddOn。 該模塊將增強AddUp ManagerTM軟件的功能范圍，用于增材制造中零件的定義和生產(chǎn)跟蹤。
SOFIA項目（解決方案生產(chǎn)工業(yè)添加劑- 工業(yè)金屬添加劑制造解決方案）創(chuàng)始于2016年，由Bpifrance、AddUp和ESI集團贊助，自第一次會議以來，他們擁有金屬添加劑制造的共同愿景。在增材制造工業(yè)化成為現(xiàn)實的時候，基于材料物理的模擬確保了對材料工藝和性能的深入理解，是提高增材制造工藝競爭力的關(guān)鍵組成部分之一。
控制制造工藝
工藝參數(shù)的優(yōu)化是增材制造過程中的關(guān)鍵，也是競爭差異化的驅(qū)動力。制造商根據(jù)其特定應(yīng)用，必須能夠?qū)⒖捎玫臋C器時間集中在生產(chǎn)或工藝優(yōu)化上。
傳統(tǒng)地講，生產(chǎn)驗證主要是指生產(chǎn)零件，繼而評估其適配性。引入模擬工具（通常是有限的專家用戶）需要在不同功能之間進行多次反饋循環(huán)，從而在數(shù)字鏈上產(chǎn)生不連續(xù)性。
通過將模擬直接集成到增材制造的準備階段，Distortion SimulationAddOn為生產(chǎn)工藝帶來了連續(xù)性。AddUp Manager用戶界面直觀、穩(wěn)定，為定義模擬參數(shù)提供了理想的工作環(huán)境，特別是對于非該領(lǐng)域?qū)＜业膯T工。
展開 深度揭秘華曙高科多激光金屬增材制造成功之道
、超大型金屬3D打印的時代已經(jīng)到來
2.專題：金屬3D打印企業(yè)（產(chǎn)品）差異化競爭的六個實例
3.從有需求、無設(shè)備，到打印全球最大火箭燃燒室，成就航天，也成就3D打印行業(yè)
4.中國財經(jīng)報：增材制造強力賦能制造強國建設(shè)
粉末床激光3d打印模擬 增材制造slm模擬教學(xué) ￥100
粉末床激光3d打印模擬 增材制造slm模擬教學(xué)
華曙高科多激光金屬增材制造成功之道
下圖為FS621M-四激光設(shè)備的搭接測試包。
FS621M-4激光搭接性能測試包 材料GH3536 層厚0.06mm 打印時長25h32min
打印態(tài)性能測試結(jié)果（平均值）如下：
從測試結(jié)果看，搭接區(qū)域與非搭接區(qū)域樣條性能基本一致。
多激光3D打印系統(tǒng)是面向高效率、大尺寸及批量制造的解決方案之一，也是粉末床激光成型工藝發(fā)展的新趨勢，它意味著可以給客戶提供高效率、低成本的解決方案，也為3D打印技術(shù)在更多行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ)。
華曙高科堅持自主研發(fā)與創(chuàng)新，全面攻克了多激光增材制造系統(tǒng)中存在的多個激光之間的激光一致性問題、掃描振鏡搭接校準問題、搭接穩(wěn)定性問題以及多激光掃描任務(wù)分配問題等諸多難題，并在產(chǎn)業(yè)化客戶處實現(xiàn)了多臺多激光設(shè)備的裝機驗證，設(shè)備所打印的零部件成功通過航空航天領(lǐng)域相關(guān)嚴苛測試標準并通過最終的驗收，這標志著華曙高科的多激光增材制造技術(shù)成功走向產(chǎn)業(yè)化。
今天全球3D打印實時快訊
展開 拓撲優(yōu)化與激光增材制造的完美結(jié)合挖掘輕量化結(jié)構(gòu)的新潛力
而這要歸功于 OptiStruct 給予我們的幫助，這款工具幫助我們開辟了新的思路，使我們能夠通過設(shè)計方法和制造流程充分挖掘輕量化的潛力。
激光增材制造采用激光逐層地掃描堆積的金屬粉末，使金屬粉末選擇性地熔化。采用這種方式，可以對優(yōu)質(zhì)鋼、工具鋼、鋁或鈦合金等工藝金屬進行加工。原始材料的機械屬性將被保留。激光增材制造的顯著優(yōu)勢在于，它在本質(zhì)上是一種基于粉末的方法，這一方法能夠重復(fù)利用高達 95％的未用材料。相比之下，銑削等傳統(tǒng)制造方法的材料浪費率則高達 98%。
該制造方法的另一大優(yōu)勢在于，這種方法制造的部件采用近凈成形技術(shù)進行生產(chǎn)，通常無需后續(xù)的精加工步驟，但對精度及裝配要求較高的結(jié)構(gòu)通常仍需要傳統(tǒng)的精加工步驟。
此外，激光增材制造能夠在部件中實現(xiàn)功能集成，這不但有助于縮短生產(chǎn)和裝配時間，而且還能提高經(jīng)濟效益。
由于部件是逐層進行生產(chǎn)，因此也無需使用制模設(shè)備。它可以在單個制造流程中生產(chǎn)出形狀迥異的多種部件。
TiLight 研究項目明確展示了將拓撲優(yōu)化與激光增材制造相結(jié)合的可行性及其帶來的優(yōu)勢。并且，由于開發(fā)了最佳實踐流程鏈，這令對模型和幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化成為可能。這些幾何結(jié)構(gòu)以自然結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向，有助于充分挖掘組合方法所帶來的輕量化潛力。研究結(jié)果還表明，激光增材流程能夠或多或少地減少對制造能力的限制，只有在使用優(yōu)化工具和特別適用于該制造方法的開發(fā)流程時，才能充分發(fā)揮激光增材制造的優(yōu)勢。另一方面，理想優(yōu)化結(jié)果帶來的副作用，如幾乎無法以傳統(tǒng)制造方法進行生產(chǎn)的載荷特定的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可借助激光增材制造方法進行彌補。
優(yōu)化、生物結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及激光增材制造的相互結(jié)合，帶來顯著的經(jīng)濟和效率優(yōu)勢，尤其是在重量直接影響產(chǎn)品性能的航空等領(lǐng)域更是如此。
展開 
利用激光選區(qū)熔化增材制造雙相難熔中熵合金NbMoTi
Double-phase refractory medium entropy alloy NbMoTi via selective laser melting (SLM) additive manufacturing
Yinan Chen a, Bo Li
本篇論文介紹了利用激光選區(qū)熔化（SLM）技術(shù)，成功制造出雙相難熔中熵合金NbMoTi。
由于其高熔點，單一BCC相元素金屬的制造難度大，同時單一相元素金屬的性質(zhì)單一，限制了合金的性能。因此，本研究探討Nb、Mo和混合MoNbTi粉末的成型分析，F(xiàn)LOW-3D模擬首次成功證明了，利用激光加工可以從粉末混合物中原位合金化生產(chǎn)MoNbTi中熵合金。通過數(shù)值仿真優(yōu)化制造參數(shù)，從而縮短流程設(shè)計周期。此外，本研究分析了非平衡固化過程中MoNbTi合金樣品的雙相微觀結(jié)構(gòu)。
金屬材料規(guī)格如下。
實驗方式
將Nb、Mo和Ti粉末混合，并通過三維粉末混合機進行攪拌36小時，得到混合粉末。
通過數(shù)值模擬（FLOW-3D）確定優(yōu)化的加工參數(shù)，如激光功率、掃描速度、掃描間距和層厚等。
以SLM技術(shù)制備出Nb、Mo和NbMoTi高熵合金樣品，并使用阿基米德測量法測量了它們的密度。
實驗結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化的加工參數(shù)可以成功制備出高密度的Nb、Mo和NbMoTi高熵合金樣品。
參數(shù)設(shè)計
以FLOW-3D進行數(shù)值模擬來確認加工參數(shù)。通過改變掃描速度、掃描間距和層厚等參數(shù)，模擬出不同參數(shù)下元素Nb的熔池變化情況。當掃描速度降低時，熔池的幾何尺寸增加，熔池的液面下降。在速度為300mm/s時，熔池的瞬時最高溫度為4261K，且成功完成SLM成形。當速度下降到200mm/s時，液面凹陷，成形效果較差。
展開 ABAQUS增材制造操作案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域）_第一期 ￥65
這是一個增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。
聲明:本cae文件為abagus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件、for熱源子程序不受版本限制。
這只是一個demo，所有的技術(shù)是都有展示的，只是模型精度比較差。型中的生死單元控制是利用GUI界面設(shè)置的，對于簡單的增材制造模擬可能會滿足要求，但是針對需要進行多次生死單元轉(zhuǎn)換的模型，依舊建議利用python腳本進行設(shè)置。
模型簡介:
1.技術(shù)涉及“生死單元的控制(GUI控制)"、“熱源子程序控制”兩項關(guān)鍵技術(shù)。
2.壓縮包包含案例文件兩個，子程序一個，第一個案例(laser NT)是純溫度場仿真，第二個案例(laser NTS)是熱力耦合的仿真，利用的是直接耦合的方法。
3.模型為單軌道熔覆案例，對于需要控制多軌道的仿真，技術(shù)都是一樣的。
4.包含laser NT案例的操作幫助視頻。
(咨詢QQ:773611784)
展開 新的理論模型，可預(yù)測激光增材制造的殘余應(yīng)力和臨界沉積高度
激光熔覆包括將熔融金屬沉積在相對冷的鋼基板上，產(chǎn)生復(fù)雜的殘余應(yīng)力分布。
基于熱機械性能的理論模型（通常使用）被證明高估了拉伸殘余應(yīng)力并低估了基材和界面中的壓縮殘余應(yīng)力。
該團隊使用印度理工學(xué)院的表面X射線衍射測量一個方向的殘余應(yīng)力。然而，重要的是進行獨立的完全非破壞性的體積測量，以驗證內(nèi)部測量程序。
兩種衍射技術(shù)都表明在熔體前沿附近存在拉伸殘余應(yīng)力，在沉積層和界面區(qū)域中存在壓應(yīng)力。
“了解應(yīng)力并能夠預(yù)測它們對于增材制造行業(yè)非常重要。驗證模型非常有益，因為使用該模型進一步優(yōu)化制造過程將具有成本效益并節(jié)省時間，”Paradowska說。Paradowska是Mark Reid博士的論文的共同作者
“該模型允許您計算激光位置速率，以達到特定的沉積高度，同時最大限度地減少有害應(yīng)力的影響，并最大化有益的壓縮應(yīng)力。”
該研究的作者建議展示一種科學(xué)的技術(shù)解決方案，可以提高激光增材制造的元件的質(zhì)量，安全性和經(jīng)濟性。
展開 ABAQUS增材制造操作案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)_第二期 ￥85
這是一個增材制造的教學(xué)案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領(lǐng)域)。聲明:本cae文件為abaqus2016版本，所以僅適用于2016及以上的版本，但是在最后的壓縮包中添加了inp文件，inp文件不受版本限制，同時python腳本文件及for熱源子程序文件不受版本限制。
案例分為四種掃描方式:
1.單向掃描 2.雙向掃描 3.基于單向掃描的優(yōu)化 4.基于雙向掃描的優(yōu)化
模型簡介:
1.涉及'生死單元控制’、'熱源子程序控制’兩項關(guān)鍵技術(shù),
2.每個模型至少有三列四層(更容易看出仿真效果)。
3.案例可分析溫度場分布(案例不涉及應(yīng)力場，因為都差不多，這個案例學(xué)會之后，應(yīng)力場按照我之前的視頻自己改就行了)
4.模型中可以修改的參數(shù)有掃描速度、步進寬度、層高、熱源功率等，可以在后續(xù)的調(diào)試中對參數(shù)進行調(diào)整。
壓縮包內(nèi)容包括:
1.案例的cae、inp文件。
2.生死單元控制的.py腳本文件,熱源子程序文件.for。
3.結(jié)果文件的gif圖展示。
(咨詢QQ:773611784)
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