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增材制造工藝仿真方案Simufact Additive 增材制造仿真軟件主要功能包括鋪粉增材制造工藝仿真、鋪粉增材制造工藝缺陷分析仿真、金屬粘結劑噴射成型工藝仿真、機加仿真分析，算法上涵蓋了固有應變、熱學分析、熱力耦合分析，包含制造過程和校核功能分析，針對鋪粉增材制造工藝，軟件可實現增材過程分析、熱處理、熱等靜壓、線割、支撐移除等工藝過程全流程仿真分析。

以面向增材制造的新一代換熱器設計為例，首先使用基于隱式建模的nTopology增材設計平臺，進行TPMS胞元填充設計；再基于ANSYS平臺，實現TPMS胞元填充換熱器的快速流體、結構驗證；最終，在實際打印之前采用ANSYS Additive增材工藝仿真技術，預測換熱器成形質量，優化設計結構、工藝方案，保證成形質量。

根據歐拉熱計算方法, 高效的有限元模型也被用來分析溫度場和應力場的分布[14]。Michael等[15]的研究集中在結合特定邊界條件和溫度的熱力耦合模型, 以此確定增材制造過程中熱對殘余應力和變形的影響。綜上, 針對增材制造仿真變形情況及應力已有大量文獻進行了研究, 但是基于整個過程中, 各節點隨加工時間的推移, 其溫度、溫度梯度、變形量及應力分布卻鮮有人進行分析。

當今的拓撲優化器要求用戶學習新的仿真環境，并且把優化后的設計轉換回另一個仿真環境，以進行驗證并開展其它物理場的仿真，如流體振動、非線性效應、熱及電磁輻射等。 當把拓撲優化嵌入到ANSYS Mechanical并使之成為ANSYS Workbench 工作流的一部分時，這些問題就能迎刃而解了。

海克斯康的金屬增材制造工藝仿真解決方案Simufact Additive更是在國內外增材制造加工領域享有很高的知名度，作為為全球客戶服務的增材制造的仿真解決方案，Simufact Additive可對粉床熔融、粘結劑噴射、機加等增材制造工藝進行仿真分析。

（數據來源：SLM Solutions公司）工藝仿真與變形補償使用Simufact Additive進行的工藝仿真成功解決了該部件打印過程中的兩大關鍵挑戰：支撐結構優化與形變補償。生成的幾何數據被導入仿真軟件，并在數小時內完成全面計算。在此過程中，可對整個生產工藝（包括后處理步驟）進行設置和模擬，例如從構建平臺上移除部件以及熱處理等環節。

圖1 增材制造工藝鏈 圖 1 展示了排氣管部件的增材制造工藝鏈，采用激光束粉末床熔融技術進行加工，其中在Simufact Additive中仿真模擬了由增材制造打印任務、熱處理、基板切割支撐移除、熱等靜壓這幾個關鍵階段。

仿真痛點DED沉積過程中，零部件的變形不可避免，通過上述介紹我們可以了解到，Simufact Welding軟件能夠對打印過程中的變形等問題進行預測分析，但對于該類型的仿真分析——基于熱機耦合的瞬態仿真，往往需要耗費大量的建模時間與計算時間。

在智能制造的浪潮中，金屬基增材制造（即金屬3D打印）技術因其能夠制造復雜、高性能零件而備受矚目。然而，該工藝的質量與穩定性，很大程度上取決于對打印過程中熔池及熱影響區溫度的精確控制。德國Optris公司推出的PI08M短波紅外熱像儀，正是為解決這一核心痛點而生，它通過提供實時、精確的溫度監測數據，為智能制造的閉環控制提供了關鍵支撐。

</p><p>由于增材制造過程中熱應力較大，打印件會發生不同程度變形，造成零件尺寸超差，一般采用的控形方法有：1）通過變形仿真，得知變形區域，對其添加或強化支撐，加強約束；2）通過變形仿真，對變形區域進行補償優化；3）優化掃描策略，降低易變形區域的熱輸入。

<p><strong>基于增材制造的換熱器</strong></p><p><br></p><p>增材制造，即 3D 打印技術，是一種通過逐層堆疊材料的方式構建物體的制造方法。熱交換器的設計通常是最大化表面積和最小化壓降之間的平衡。晶格結構的使用被證明是增強傳熱從而提高熱交換器效率的一種可能方法。由于體積相對較小、重量輕且熱效率高，這些基于增材制造的換熱器已在航空航天、電子設備等領域得到廣泛應用。

Simufact Welding通過一系列的集成化操作功能，能夠極大的縮減客戶大型模型的搭建時間，而在計算效率方面，最新版的Simufact Welding引入了“ATC”高級熱循環方法，能夠在保證計算精度的同時，極大的提高仿真效率。結論Simufact Welding能夠精確的仿真DED工藝的實際打印過程，能夠對增材零部件變形問題起到預測作用。

通過增材制造對冷板和換熱器設計進行熱流體分析的新工作流程Part.01增材制造的創新及其實際應用增材制造（AM）是一種通過分層材料創建三維零件的過程，通常由數字3D模型數據指導。與傳統制造技術相比，AM具有以下優勢：? 設計自由? 高效的材料使用等隨著金屬AM的進步，顯著的成本降低和精度的提高促進了實際應用。

FLOW-3D 中國攜專為增材制造打造的 FLOW-3D AM 流體仿真軟件亮相。，與業界同仁深入交流前沿技術，共探增材制造行業的創新應用與發展路徑。 展會現場，FLOW-3D 中國重點展出面向增材制造的工藝優化仿真應用案例，直觀呈現 FLOW-3D AM 在分析和預測多種增材制造工藝的能力。

02 增材制造工藝方案海克斯康增材制造工藝方案涵蓋了整個增材制造工藝流程，從前端結構輕量化設計、創成式設計、拓撲優化，實現增材結構的設計，到增材制造結構定位、支撐創建、定位和排布、打印策略、打印過程仿真、層切片數據可視化、成本評估，實現增材過程的參數準備，還涵蓋了增材制造工藝仿真優化，預測打印過程的變形、開裂、收縮線、卡刮刀、應力集中等，通過變形補償自動優化，幫助實現一次打印成功。

、汽車、醫療、能源、機械、電子等各領域的增材制造仿真問題，針對客戶的需求能夠提供有效、合理的增材制造仿真解決方案，為客戶解決實際問題。

具有7年以上的增材制造仿真經驗，廣泛的了解國內外客戶在增材制造領域中的仿真需求以及發展現狀，支持過國內航空、航天、汽車、醫療、能源、機械、電子等各領域的增材制造仿真問題，針對客戶的需求能夠提供有效、合理的增材制造仿真解決方案，為客戶解決實際問題。

但是，使用熱-機械耦合分析模擬大型焊接組件或多層AM零件非常耗時。采用固有應變法進行焊接或增材制造模擬時，可以對焊接、增材制造等工藝變形、應力進行快速結構響應。在該方法中，使用固有應變作為結構邊界條件，模擬了塑性應變、熱應變、蠕變應變和相變應變的組合效應。在焊接過程中受到高溫的組件部分稱為熱影響區。

但是，使用熱-機械耦合分析模擬大型焊接組件或多層AM零件非常耗時。采用固有應變法進行焊接或增材制造模擬時，可以對焊接、增材制造等工藝變形、應力進行快速結構響應。在該方法中，使用固有應變作為結構邊界條件，模擬了塑性應變、熱應變、蠕變應變和相變應變的組合效應。在焊接過程中受到高溫的組件部分稱為熱影響區。