Flow-3D其他：噴墨、3D打印、焊接的案例
Xaar超高粘度噴墨3D打印技術
導讀：噴墨3D打印機開發商Xaar正在利用超高粘度 (UHV) 技術提高噴墨工藝在各種新印刷、涂層和增材制造應用中的相關性和實用性。這項技術正在迅速成為3D打印及個性化、涂層和其他創新造工藝的制造技術。
南繼續獲悉，Xaar在最新的白皮書《用高粘度打印推動噴墨技術的邊界》中介紹了噴墨打印頭的作用和能力。著眼于噴墨技術的歷史背景和限制，強調了最新的打印頭的創新，以及如何能夠在噴射溫度下以大約100厘泊 (cP) 打印更廣泛的流體粘度（約為環境溫度下1000cP）。
△Xaar超高粘度技術生產的半透明打印品。照片來自Xaar。
Xaar稱，UHV能夠讓包裝行業的用戶“釋放他們的創造力”。機器的大顆粒處理能力使將成為生產高不透明度、廣色域零件的理想選擇。Xaar打印頭業務部總經理Graham Twe edale表示，傳統的噴墨打印頭通常只能噴射大約8到12cP的流體，而Xaar的技術使打印機能夠噴射更高的粘度，從而實現了更寬的色域和不透明度，打印范圍更廣的特殊效果。
Xaar的發展和打印頭產品組合
Xaar成立于英國劍橋，是領先的基于壓電的按需噴墨技術的獨立制造商。該公司通過為工業包裝、陶瓷或玻璃裝飾和外殼打碼行業的客戶開發工業打印頭，利用噴墨專業知識以精確體積沉積流體。過去，Xaar還涉足高速燒結 (HSS) 市場，并在2016年建立了一個專門的3D打印中心，然后與Stratasys一起創立了Xaar 3D。
△Stratasys H350? 3D打印機，第一個采用Xaar 3D粉末SAF?技術的系統。
展開 FLOW-3D噴墨案例
上海析模科技有限公司---FLOW-3D中國指定代理
FLOW-3D 在噴墨工藝的熱傳/流體分析上的應用
上海析模科技有限公司---FLOW-3D中國指定代理
作者： Christopher N. Delametter , KODAK
報告重點
1） 噴墨制程之模擬分析概論
2） 薄膜結構與相鄰流體之間的熱分析細節設定
3）均勻熱氣泡模型的詳細結果說明
4） 噴嘴設計的驗證（包含了 chamber structure, reservoir, 以及 nozzle)
5）液滴生成模擬
6） 結論
一 噴墨制程的模擬分析
1.研究分析軟件采用 FLOW-3D 商業版本。
2.分析時采用簡化的軸對稱流體模型仿真典型的熱氣泡噴墨制程機構
3.在 0~1μs 之間，施加能量于位在流體下方的薄膜堆棧電阻加熱機構。
4.大約在 1 μs 時，與加熱機構相鄰的流體達到過熱溫度限制，并且開始形成氣泡。
5.氣泡迅速膨脹，驅動流體通過相鄰的孔洞，噴出液滴。
6.氣泡繼續擴大，當薄膜層不足以支撐氣泡形成時，氣泡就會破裂。
Fig1. 噴墨過程的模擬 (FLOW-3D)
二 . 薄膜結構與相鄰流體之間的熱分析細節設定
三 . 均勻熱氣泡模型的特征
? 當氣泡開始形成時，流固界面溫度達到預定的過熱溫度限制 。
? 假設氣泡為均勻的，并且為理想氣體 (equation-of-state) ，可由 Clapeyron 方程式描述的相變化飽和壓力 加以說明。通過流體 / 蒸汽邊界的質量流率可由動量定律求解而得。
四 . 實驗驗證
Fig3. Open Pool 實驗（ 2003 年完成 , 感謝 Dr. David Trauernicht 提供此實驗照片 ）
Fig4.
展開 深化噴墨3D打印技術，Nano Dimension收購Global Inkjet Systems
這家公司的Atlas軟件是一個模塊化套件，用于控制從數據到打印的所有內容，包括必要的子系統和外圍設備。到目前為止，這家英國公司的技術已用于容器包裝、印刷電子產品和噴墨3D打印等應用。特別是為主要制造商提高各種打印頭，包括Fujifilm Dimatix、Konica Minolta、Kyocera、理光（Ricoh）、SII Printek、東芝 TEC（Toshiba TEC）和Xaar。通過此次收購，Nano Dimension可以成為3D打印機組件和3D打印電子產品供應商。
△Global Inkjet Systems提供一系列打印頭接口板，可控制所有標準打印頭設置、波形控制和分辨率
總而言之，本次收購對于Nano Dimension而言意味著對生產噴墨電子產品實現更嚴格的控制，并在使這家以色列公司擁有一家內部供應商，為PCB 3D打印提供驅動程序、硬件和軟件。當然，GIS也可以為Nano Dimension的其他子公司提供同樣的服務：加快產品開發，推動最新PCB 3D打印技術的進一步應用。另外，本次收購將提高Nano Dimension的技術性能，加快上市時間。
△GIS的Atlas軟件控制打印頭的所有功能，包括Direct To Shape模塊，用于規劃和控制在復雜形狀上的噴墨打印
Nano Dimension董事長兼首席執行官Yoav Stern表示，GIS的油墨輸送技術和軟件對于公司的AME和3D打印方案中的油墨沉積方法是必不可少的，而GIS的研發路線將幫助Nano Dimension在工業3D打印方面提供更好的分辨率和更高的生產力。他稱，合并后的公司將擁有創新的印刷技術，提供領先的解決方案，并為公司帶來明顯的競爭優勢。
展開 
論焊接，3D打印模擬的熱源模型——焊縫、3D打印高度變換模擬
論焊接，3D打印模擬的熱源模型
—焊縫/3D打印高度變換模擬實例
----草地 2016.08.08
焊接、3D打印是難度相對較高的數值模擬過程，在模擬溫度場及應力場過程中，至關重要的是如何進行熱源函數的建立和加載，同時配以符合實際試驗工況的邊界條件才能模擬出相對準確的效果。
在眾多熱源模型中，雖然高斯面熱源作為眾多文獻引用的模型被廣泛使用，但對于厚板焊接，激光深孔效應，多道多層復雜形狀焊縫，3D復雜形狀打印等，都是無法滿足要求的。所以，體熱源模型被越來越多的應用和給予重視。
典型的函數體熱源是高斯旋轉體熱源（也可看做椎體熱源）和雙橢球熱源，也包括一些組合型熱源（比如高斯面熱源組合柱狀體熱源等）。這些體函數熱源在一些權威文獻中得到了驗證，其模擬效果確實精于普通的高斯面熱源。但是，體函數熱源也有其限制，對熱源函數加載區的網格密度要求較高，若想描述一個體熱源函數，在X,Y,Z任意一個方向上都要有至少十幾個節點（甚至更多吧）來描述函數在該方向上的變化，然后施以變化的節點熱流密度。而且，在這一過程中，還要能夠精確的選取到想要的節點才行，也就是對節點的坐標控制也要較為精確。因此，想施加體函數熱源對網格的基本要求是：1網格較密；2均勻的網格劃分來獲得較好選取的坐標用以后續的坐標變換控制熱源移動。
關于生死單元，目前應用也特別多，尤其對于有焊縫熔敷金屬填充的焊接工藝，生死單元幾乎是必選方案，對于3D打印，生死單元也是必選的方法之一。這里明確一點：利用殺死和激活單元并不屬于熱源模型的一部分，只是利用單元的生死來模擬材料的填充過程而已。因此，生死單元法其實是可以配合任何一種熱源模型的。比如，如果條件允許是完全可以做到生死單元+雙橢球熱源這種模擬方法的。
展開 視覺閉環控制多材料噴墨3D打印技術，Inkbit劍指規模化量產聚合物零部件
2022年11月15日，2022德國Formnext 3D打印展會于在德國法蘭克福展覽中心開幕，共有730逾家企業確認參與本屆展會，在展會同期主題活動，將圍繞增材制造在建筑、航空航天、陶瓷應用和投資界等多樣化領域中的新理念與新趨勢展開討論，南極熊作為3D打印行業專業媒體，將對本次展會做詳細的報道，可以關注（Formnext 2022專欄：https://www.nanjixiong.com/forum-227-1.html）。
△Inkbit展臺
在本次的Formnext 2022展會現場，麻省理工學院 CSAIL 孵化的3D打印創業公司 Inkbit展示了其多材料噴墨 3D 打印機Inkbit Vista。這款設備基于MIT專有的視覺控制噴射技術運行，是一臺提供打印過程閉環反饋控制的 3D 打印機。使用專有的 3D 掃描系統在沉積后生成每一層的圖像。來自每一層的掃描數據與源零件幾何形狀結合使用以生成下一層。動態、實時的圖層生成確保每次都能快速準確地構建零件。
△打印過程，平臺移動
3D 掃描的數據還用于訓練機器學習算法，使 3D 打印機能夠學習每種材料的特性并做出預測。這確保了每次都能快速，準確地制造零件。每層掃描還能夠為打印的每個零件生成完整的 3D 重建，從而為每個打印提供完整的數字記錄，從而確保對每個零件進行100％的質量控制。
Vista專為車間而打造，面向尋求快速原型制作和最終用途生產的制造商，并適合在多材料機器人，牙科，汽車甚至產品包裝中使用。
展開 機器人焊接電弧金屬3D打印技術，MX3D融資225萬歐元
一般情況下，WAAM是一種利用逐層熔覆原理，采用熔化極惰性氣體保護焊接（MIG）、鎢極惰性氣體保護焊接（TIG）以及等離子體焊接電源（PA）等焊機產生的電弧為熱源，熔化金屬絲材，并在程序的控制下，根據三維數字模型由線-面-體逐漸成形出金屬零件的先進數字化制造技術。具有以下優點：
沉積效率高
絲材利用率高
整體制造周期短、成本低
對零件尺寸限制少
易于修復零件
不僅如此，這項技術還具有原位復合制造以及成形大尺寸零件的能力。
△MetalXL在FORCE Technology的機器人運行WAAM設置
盡管WAAM的精度比粉末床熔合（PBF）更低，但是它是一種成本較低的方法，因為它可以使用不需要與精加工相同的材料。而MetalXL的開發，有望使這項技術變得更加便宜，通過將現有的電弧焊機以及更通用的機器人系統轉換為金屬3D打印機。
△MX3D團隊。圖片由MX3D提供。
關于MX3D
自2014年以來，MX3D已經打印了超過1萬公斤的金屬3D打印產品，并擁有40多年的經驗，活躍在大型機器人電弧增材制造（WAAM）市場。同時，也讓3D金屬打印更加靈活、更快、更便宜。現在，MX3D已準備好通過發布第一個WAAM機器人以及專用軟件來進一步轉變市場。MetalXL軟件使公司、工程師和設計師可以打印端到端的大型3D金屬物體。
參考閱讀：
1. MX3D將在阿姆斯特丹安裝世界首座3D打印鋼橋，30人同時上橋沒問題
2. 荷蘭MX3D大型WAAM電弧熔絲金屬3D打印件長度超2米
3. 荷蘭MX3D大型WAAM電弧熔絲金屬3D打印
4. M1 Metal AM System
5. METAL XL
6.
展開 flow3d焊接資料
flow3d焊接方面的資料，希望對大家有所幫助
金屬板激光匙孔焊接中鈕扣孔缺陷的熔池分析 | FLOW-3D
Wire Based Laser Metal Deposition (LMD)
基于激光熔覆技術的焊接加工技術
零件是通過使用激光束熔化金屬絲而制成，是一種近凈成形方法
通過優化激光功率、送絲速度和送絲方向，可以實現工藝穩定性
金屬板激光匙孔焊接中鈕扣孔缺陷的熔池分析
Won-ik Cho, Peer Woizeschke, Analysis of molten pool behavior with buttonhole formation in laser keyhole welding of sheet metal, (2019) https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119528.
研究單位：Bremen Institute for Applied Beam Technology
研究動機：提高金屬板生產時的焊縫質量
問題描述：以擺動式激光進行焊接加工過程中，在激光束后方會形成類似鈕扣造型的孔洞，似乎會對熔池的穩定性造成影響。類似孔洞的發生，會影響焊縫的表面質量
研究目標：希望了解該鈕扣型孔洞產生的原因
研究重點：利用FLOW-3D模擬不同條件下鈕扣孔的形成
通過CFD模擬，觀察了送絲和激光束擺動激光焊接中的鈕扣孔現象，得出以下結論：
紐扣孔在加工過程中持續產生
穩定的鈕扣孔會減少熔池的運動
間隙尺寸 – 較大間隙是鈕扣孔形成的關鍵參數
展開 Abaqus移動加載高斯熱源子程序，適于焊接、3D打印領域 ￥2.5
Abaqus移動加載高斯熱源子程序，適于焊接、3D打印領域，fortran編制的子程序見“付費后”的附件中。
ABAQUS增材制造操作案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領域)_第二期 ￥85
這是一個增材制造的教學案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領域)。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.基于單向掃描的優化 4.基于雙向掃描的優化
模型簡介:
1.涉及'生死單元控制’、'熱源子程序控制’兩項關鍵技術,
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(案例不涉及應力場，因為都差不多，這個案例學會之后，應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有掃描速度、步進寬度、層高、熱源功率等，可以在后續的調試中對參數進行調整。
壓縮包內容包括:
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.結果文件的gif圖展示。
(咨詢QQ:773611784)
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ABAQUS增材制造操作案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領域）_第一期 ￥65
這是一個增材制造的教學案例(適用于3D打印、激光熔覆、焊接等領域)。
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換的模型，依舊建議利用python腳本進行設置。
模型簡介:
1.技術涉及“生死單元的控制(GUI控制)"、“熱源子程序控制”兩項關鍵技術。
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，技術都是一樣的。
4.包含laser NT案例的操作幫助視頻。
(咨詢QQ:773611784)
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