固化工藝仿真的案例
NX_samcef mecano復合材料固化變形回彈_制造工藝分析
NX_samcef mecano復合材料固化變形回彈_制造工藝分析
視頻材料為復合材料的固化變形回彈建模與分析，視頻可作為操作例程。
百度網盤：http://pan.baidu.com/s/1qXSgCEw
優酷：
大壁厚陶瓷光固化3D打印工藝，因泰萊激光實現新突破
南極熊導讀：大壁厚陶瓷光固化3D打印工藝，在后期脫脂和燒結環節往往出現問題，國內公司因泰萊激光已經實現了新突破。
近年來，光固化陶瓷3D打印技術廣受業內關注。相對于其它陶瓷3D打印方式，光固化陶瓷3D打印具有成型效果好、精度高、表面質量好、燒結后成品致密性好、強度高等優點，在航空航天、生物醫療、能源化工、工程機械、電子制造等領域應用廣泛。
光固化陶瓷3D打印在成型工藝上已經發展較為成熟，但是在后期脫脂和燒結環節，生坯XYZ三個方向的厚度都超過7mm時，易產生開裂、變形、脫皮等問題，導致制件失敗，其主要原因：
①在光固化過程中存在固化內應力，在脫脂過程存在一個應力釋放過程而導致開裂；
②光固化陶瓷材料有機物含量高，并且通過聚合反應形成三維空間網絡結構的大分子，壁厚了就較難脫脂；
③對于高致密度的結構陶瓷，由于高的固含量導致顆粒之間較難形成合理的脫脂通道。
△脫脂燒結過程中出現開裂變形
△ 工藝改善前后對比圖
南極熊獲悉，最近，因泰萊激光在大壁厚陶瓷材料光固化陶瓷3D打印工藝上取得突破性進展。他們利用自主研發的氧化鋁陶瓷材料和CeraBuilder系列陶瓷3D打印設備，實現了大壁厚氧化鋁陶瓷（XYZ三個方向上厚度均大于20mm）的打印成型和脫脂燒結，燒結后的成品件，外表和內部無裂紋、致密性好、強度高。
展開 將月球表面的廢舊金屬3D打印成備件，解鎖光固化LMM工藝新能力
該公司的LMM技術以立體光刻（SLA）和數字光處理（DLP）等大桶聚合技術為基礎，但與這些工藝不同的是，其固化的材料含有金屬顆粒。隨后打印的零件經過脫膠和燒結，形成固體金屬零件。Incus的技術能夠處理不可焊接的金屬，能夠處理含有小至20微米的金屬顆粒的樹脂材料。
在Formnext 2019上，Incus公司推出了其旗艦金屬3D打印機Hammer Lab35，它利用了LMM工藝。這款機器旨在滿足制造業對3D打印工藝日益增長的需求，能夠為功能原型和預系列制造提供復雜的幾何形狀。
在宣布2020年3月首次發行后，Incus在今年年初進入該機器的批量生產，并在繼續擴大其客戶群。
△HammerLab35 3D打印機。圖片由Incus提供。
用月球廢料3D打印零部件
在地球上，Incus的LMM工藝生產的3D打印部件具有極佳的表面光潔度，并且與金屬注射成型制造的部件具有類似的材料特性。現在，由于歐空局、Lithoz和OHB的最新加入，這項工藝的能力將在微重力環境下得到探索。
月球基站的維護需要不斷地供應貨物、研究材料和設備。除此以外，還需要備件，以防個別部件在任務中出現故障。
在這種任務中需要自給自足，這促使歐空局尋求使用現有的諸如生產廢料和報廢部件等月面材料的再利用可行性。能夠利用這種資源為月球航天器和空間站制造機載和按需的備件，有助于大大降低從地球出發的貨運任務的成本和數量，同時最大限度地減少生產浪費。
歐洲航天局材料和工藝工程師Martina Meisnar博士說："地外制造是一個非常有趣的話題，歐洲航天局正在大力探索。他們的目標是完善這些制造概念，以便在地球上展示，并最終在太空中獲得實施。
展開 Nature子刊：立體光固化新工藝顯著提升3D打印微流體分辨率與精度
當前多數的微流體芯片由PDMS軟刻蝕（SoftLithography）完成，該工藝需要在無塵室里利用光刻工藝制作倒模以及密集型的手工流程。立體光固化(VatPhotopolymerization)作為一種很有前景的微流體制造技術，可以輕松制造出更加復雜的3D幾何形狀實現更強大的功能，以及在普通環境中一步式加工，便于微流體技術研究，推廣與共享。然而，當前立體光固化3D打印的微流體器件在打印方向上難以實現微米級精度（小于100微米）。造成這一問題的根本原因是打印方向即Z方向上的過度固化（over-curingissue）。在打印通道頂層（channel-roof layer）及之后的層時總是難以避免地固化通道內的樹脂導致通道堵塞。
新工藝、新思路
光固化3D打印機+輔助打印平臺
新工藝的核心思路是在傳統的立體光固化打印機上增加一個輔助打印平臺作為約束平面，將至關重要的通道頂層通過兩次曝光分開打印，并原位轉印到微流體器件上。通過這種方式極大減少了通道內樹脂吸收的光能，使得總吸收能量遠低于固化所需的能量閾值，避免了過度固化導致的通道堵塞。
圖1.傳統立體光固化與IsT-VPP工藝對比
圖 2.IsT-VPP 3D打印工藝原理
研究成果
通過這種方法，研究者打印了一系列10微米級微流體通道并展示了一系列微流道應用如微流體閥，微粒篩選器等。
圖3. 3D打印微流控通道
圖 4. 3D打印微流控閥
圖5. 3D打印微粒篩選器
研究人員認為借助于高分辨率的投影儀或激光，通過IsT-VPP工藝3D打印的微流體器件精度可以媲美PDMS軟刻蝕，這將極大促進微流體器件的新設計與功能拓展。
展開 
COMSOL固化仿真
現在正在仿真膠體在金屬殼體中的固化過程，而我在建立膠體與金屬殼體接觸面的粘附、以及固化后可能脫粘的模型時，在網上看到有人說Cohesive Zone Model（內聚區模型）能夠準確描述，但是我怎么找都沒找到，請問各位大佬這個模型存在嗎？在哪個位置，如何找出來？如果沒有這個模型，還有什么方法可以模擬膠體與金屬殼體接觸面的粘附、以及固化后可能脫粘情況？
基于Abaqus的光固化3D打印結構仿真
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。本文采用同時考慮溫度和光照強度影響的自催化固化模型：
式中k為反應速率常數，
固化過程會同時釋放出大量熱量，熱量與固化速率的關系如下
用到的子程序：sdvini(設置初始固化度),usdfld(更新固化度和固化速率)，hetval(內部生熱)
材料本構
我們在之前的文章中介紹了復合材料固化變形的幾種本構，包括線彈性本構、路徑依賴本構以及粘彈性本構。這里我們采用指數形式的本構來描述材料剛度與固化度之間的關系。
展開 基于Abaqus的復合材料固化仿真模擬
利用abaqus進行結構力學仿真已經十分普遍，但有關預測復合材料固化過程中變形及殘余應力的內容相對較少。復合材料的固化行為可分解為熱傳導、固化交聯反應、樹脂流動-壓實、固化變形四個重要環節，涉及Hetval、Uexpan及Umat等子程序，內容繁復且不易理解，下面將簡要介紹各個環節及所使用的子程序。
溫度場研究一直是復合材料構件制造中的一個主要研究熱點，溫度場通過影響樹脂的固化度和固化速率對材料熱物理性能、化學收縮、殘余應力等產生影響，因此針對熱-化學耦合的仿真研究比較多。此過程中主要使用的子程序有Hetval、Film及USDFLD等，在莊茁先生的著作中有部分源代碼，在此不再贅述。
Film子程序簡介
該子程序在熱交換分析中用來定義非均勻的對流換熱系數和環境溫度，可以定義的變量有H（1）、H（2）及sink。
H（1）用于定義節點上的對流換熱系數，如果沒有定義，那么將被初始化為0。
H（2）用于定義節點上對流換熱系數相對于表面溫度的變化率，通過定義這個值，可以提高非線性分析中的收斂速度。
sink用于定義環節溫度，如果沒有定義，那么也將被初始化為0。
Hetval子程序簡介
該子程序用來在傳熱分析中定義內部樹脂固化生熱，可以定義和更新的變量有FLUX（1）、FLUX（2）及STATEV。
FLUX（1）用于定義當前節點上的熱流密度。
FLUX（2）用于定義單位溫度變化導致的熱流密度的改變速度。
展開 Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真
Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化變形分析
復合材料制件成型過程中，由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響，導致制件成型過程中產生殘余應力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預測制件固化過程中殘余應力的發展，計算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產效率的重要手段。
復合材料固化成型仿真主要包括三個部分：熱-化學模型，固化動力學方程和固化本構。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學模型和固化動力學方程。為了進一步研究復合材料的固化變形過程，本文又引入了粘彈性本構模型，采用完全熱力耦合的分析方法，預測了復合材料的固化變形。
目前常用的固化本構模型包括：線彈性模型，路徑依賴模型和粘彈性本構模型。
Zocher等提出的粘彈性本構模型其本構關系和應力增量方程為：
其中
式中St_im是歷史狀態變量
其中，增量步內的折算時間
式中，Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度；aT、Wm和τm分別為轉換因子、權重系數和松弛時間。松弛時間和權重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構模型，結合Hetval、Disp等子程序進行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示，包括復合材料及模具。在回彈分析時，通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關系的關系如圖所示
計算得到的溫度和應力的關系如圖所示
固化過程中的應力場如下圖所示
移除模具后，可以得到復合材料的回彈變形如圖所示
有關于子程序二次開發或者復材仿真的問題可以聯系QQ1653004885或者關注CAE320公眾號
展開 復合材料固化過程仿真 黏彈性子程序
現出復合材料固化過程仿真 黏彈性子程序 ，本人從事復合材料固化過程、強度校核仿真數年，現已脫離此行業，有需要UMAT、UMATHT、UEXPAN、VUMAT等相關程序可以聯系我。
QQ：860536174
膠黏劑固化殘余應力仿真計算方法總結 ￥10
這種材料在固化過程中，聚合物分子鏈相互交聯逐漸增加，液態轉化為固化，產生體積收縮，同時材料剛度隨之增加。當它收縮到受周圍材料的約束時，就會產生應力， 也就是固化殘余應力。固化殘余應力直接影響膠黏劑的膠接強度及被粘接元件的穩定性。本章介紹一種膠黏劑的固化殘余應力有限元仿真計算方法，該訪法所需材料參數膠固化收率，膨脹系數，彈性模型，泊松比等比較容易獲取，適合工程計算。
整個文檔框架：
1. 膠固化過程的力學行為
2. 膠固化過程中的收縮與內應力
3. 等效熱變形法計算膠固化殘余應力的原理
4. 基于COMSOL膠固化殘余應力的計算案例
5. 膠體積收縮率測試方法及幾款膠的體積收縮率
展開 abaqus纖維復合材料平板件熱固化仿真，chile模型! ￥200
abaqus纖維復合材料平板件熱固化仿真，chile模型!
內附模型，子程序，學習資料，ODB文件!
Abaqus基于粘彈性本構的復合材料固化成型仿真
復合材料制件成型過程中，由于材料自身的各向異性、樹脂基體的化學收縮反應以及模具作用等因素的影響，導致制件成型過程中產生殘余應力，引起固化變形，從而增加制造成本和裝配難度。因此，合理預測制件固化過程中殘余應力的發展，計算制件的固化變形量，成為降低制造成本、提高生產效率的重要手段。
復合材料固化成型仿真主要包括三個部分：熱-化學模型，固化動力學方程和固化本構。http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1261705中介紹了固化成型過程中的熱化學模型和固化動力學方程。為了進一步研究復合材料的固化變形過程，本文又引入了粘彈性本構模型，采用完全熱力耦合的分析方法，預測了復合材料的固化變形。
目前常用的固化本構模型包括：線彈性模型，路徑依賴模型和粘彈性本構模型。
Zocher等提出的粘彈性本構模型其本構關系和應力增量方程為：
其中
式中St_im是歷史狀態變量
其中，增量步內的折算時間
式中，Cu_ij和Cf_ij分別為完全松弛剛度和未松弛剛度；aT、Wm和τm分別為轉換因子、權重系數和松弛時間。松弛時間和權重因子如下
通過Umat子程序編寫粘彈性本構模型，結合Hetval、Disp等子程序進行固化成型過程分析。有限元模型如下圖所示，包括復合材料及模具。在回彈分析時，通過Model Change 移除模具。
固化過程中的溫度和固化度關系的關系如圖所示
計算得到的溫度和應力的關系如圖所示
固化過程中的應力場如下圖所示
移除模具后，可以得到復合材料的回彈變形如圖所示
有相關需求歡迎通過微信公眾號聯系我們。
展開 基于粘彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型
背景介紹
熱固性樹脂基復合材料在制件成型過程中會產生殘余應力，引起固化變形，從而增加裝配和制造的難度，因此，合理預測預制件固化過程中的殘余應力的發展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復材的固化成型，現今，越來越多的文獻考慮了樹脂的固化放熱以及材料的各向異性等因素的影響，發展了基于粘彈性模型的數值仿真計算方法，證明了粘彈性的結果固化變形量小于線彈性的結果，且樹脂含量越高的復材，其粘彈性效果越明顯。
RTM成型工藝示意圖
二。粘彈性模型在Abaqus中的實現
本文作者在參考文獻【1】的基礎上，使用廣義Maxwell粘彈性本構模型，聯合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序，在abaqus軟件平臺中實現了復材固化成型的仿真模擬，其基本編程思路如下圖所示：
其中，最關鍵的粘彈性本構公式為：
參考上述公式和子程序的編寫流程，可以完成上述模型。最后得到仿真Mises應力云圖和S33云圖如下：
得到的S33關于時間的曲線趨勢如下所示：
該曲線結果和文獻有出入，但是榮的文獻中關于底數的取值有錯誤，亦即下列公式的底數應以e為底數，而不是10
【1】
基于黏彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型.pdf
最后，歡迎大家關注“320科技工作室”微信公眾號，有相關需求可以添加管理員聯系方式~
展開 ProCAST有限元鑄造工藝模擬軟件 附鑄造工藝仿真ProCAST從入門到精通下載
目前VE環境中針對鑄造工藝提供的流程模板有：重力工藝流程模板、高壓鑄造工藝流程模板、高壓壓鑄機選擇流程模板和優化流程模板，在后序的開發中還會相應的增加其他流程模板。
多工序流程
針對一般工藝加強了多階段流程模板，這種流程模板可以一次性設置鑄造仿真過程中的多個階段，如鑄型的移除、澆注系統清除以及鑄型移除后的鑄件加熱和冷卻過程。設置完成提交計算時，軟件可自動生成所需的計算文件。
ProCAST工藝應用
熔模精密鑄造
ProCAST基于有限元網格可以自動生成模殼及保溫層網格，能夠設置保溫層網格為各向異性，從而隨時調節厚度參數而不需要重新生成網格。針對高溫合金 真空下的凝固過程，擁有專業的輻射換熱求解器。
低壓金屬型/砂型鑄造
真實復現工業生產條件，實現模具溫度的多次模擬直至穩定狀態。在此條件下進行鑄件充型/凝固過程的仿真計算，優化工藝參數，減少試制，縮短產品生產周期。
重力鑄造（砂型，金屬型，傾轉）
對于重力鑄造而言，關鍵因素在于如何優化澆注系統以及如何消除可能的縮孔區域。proCAST可以進行澆注，凝固，應力及微觀組織的模擬，將工藝人員的設計方案在計算機上復現，幫助判定其可執行性。
高壓鑄造
高壓鑄造過程與模具及壓鑄機設備密切相關，ProCAST軟件可以就高壓鑄造生產全過程進行模擬，包括壓室內的金屬液注入，多級壓射過程等。同時擁有壓鑄機數據庫，可根據實際鑄造工藝與鑄件參數，分析PQ2圖，確定工藝窗口，結合模擬效果，優化相關參數。
離心鑄造
ProCAST軟件具有專業的立式離心鑄造仿真模塊，求解不同離心轉速參數下，鑄件的充型及凝固過程。
展開 預測應力和變形、優化工藝參數，這款考慮掃描路徑的增材工藝仿真軟件都能幫你實現
為了解決質量的一致性與穩定性，面向增材制造3D打印的工藝模擬軟件近年得到了越來越多的應用，利用模擬仿真軟件可以對打印過程進行有針對性的調整、優化，減少試錯，降低成本，提升3D打印成功率和打印質量。
針對增材制造工藝仿真中工藝掃描模擬的要求，安世亞太和中科煜宸聯合開發了可
考慮掃描路徑的工藝仿真軟件AMProSim-DED
。
本文，小編將帶大家理解工藝掃描路徑對增材制造仿真精度的重要性，分享AMProSim-DED的優勢和特點，以及實際應用案例。
掃描路徑模擬為什么重要？
為了研究模擬掃描路徑對增材制造工藝仿真的重要性，對一圓環件分別進行逐層堆積與逐圈堆積的增材制造工藝仿真，對比其打印過程中的溫度、變形及應力的分布。
圖1.變形分布
打印結束后，逐層堆積與逐圈堆積兩種方案的工藝仿真，其最大變形相差約37%，最大應力相差17.5%，且逐圈堆積的變形及應力更小，而這與增材制造工藝分區掃描可以降低變形和應力的經驗趨勢是一致的，說明考慮工藝路徑可以獲得更好的工藝仿真精度。
圖2.應力分布
由此可見，在增材制造工藝仿真中，掃描路徑很關鍵，精細的路徑模擬可以極大提高仿真精度。而市場上的工藝仿真軟件無論采用固有應變算法，還是熱力耦合算法，大多數不考慮工藝掃描策略，而是逐層堆積，即使考慮工藝掃描策略，也過于簡單，或只能分區，或不能與工藝規劃數據提供接口， 無法真實模擬掃描路徑的影響。因此，需要進行考慮掃描策略的增材制造工藝仿真。
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