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雖然用于仿真這些傳統(tǒng)工藝的專業(yè)軟件早已存在，但在整個設計周期中卻很少用到它們。 在增材制造領域，就不再會是這種情況了。設計和制造工藝間的聯(lián)系要緊密得多，而且工程師在設計的初始階段就必須考慮工藝問題，以確保成功地制作出產(chǎn)品。 ANSYS的愿景 我們的遠期愿景是在ANSYS Mechanical中放置一個“打印”按鈕。

圖1 金屬增材制造技術原理 微觀尺度模擬本質(zhì)上，金屬增材制造是原料在移動熱源的作用下，按預定的逐層逐道掃描順序，依次由固態(tài)（粉末、絲材）轉化為液態(tài)（熔池），再轉化為固態(tài)（零件）的過程。采用高保真的數(shù)值模擬方法對上述過程進行微觀尺度仿真，是揭示金屬增材制造缺陷形成機理、優(yōu)化工藝參數(shù)的關鍵手段。

03工藝仿真—使增材制造設計一體化更加完整ANSYS 增材制造工藝仿真套件考慮整個增材工藝鏈的各環(huán)節(jié)，包括部件驗證、打印設置、工藝過程仿真、支撐生成、打印預測及微觀結構預測等，從而幫助用戶完成高質(zhì)高效的增材制造工藝設計，無需昂貴且耗時的試錯過程，且不僅適用于激光鋪粉熔融成形技術，而且適用于基于同軸送粉/送絲的增材技術。

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(xiàn)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。

因此, 本文主要對增材制造過程量進行分析, 揭示在實際加工過程中難以觀測到的微小差異變化, 對上述提到的參量進行分析研究。1 增材制造仿真建模增材制造仿真過程的程序流程如圖1所示。在仿真過程中, 需要建立對應的幾何模型, 網(wǎng)格模型, 材料模型, 熱源模型等。

MSC Apex創(chuàng)成式設計方案可幫助用戶能夠以極少的時間投入對傳統(tǒng)零件設計進行優(yōu)化，使其適配增材制造工藝。結合金屬增材制造仿真工具Simufact Additive和聚合物專用工具Digimat-AM，用戶無需自身專業(yè)知識即可應用增材技術。通過這些工具可生成適應制造需求的最優(yōu)結構并優(yōu)化生產(chǎn)流程，并且對生成結構的制造仿真可優(yōu)化變形和殘余應力等關鍵生產(chǎn)因素，從而實現(xiàn)高質(zhì)量零件制造。

?？怂箍档慕饘?em>增材制造工藝仿真解決方案Simufact Additive更是在國內(nèi)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。

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(yè)界同仁深入交流前沿技術，共探增材制造行業(yè)的創(chuàng)新應用與發(fā)展路徑。 展會現(xiàn)場，F(xiàn)LOW-3D 中國重點展出面向增材制造的工藝優(yōu)化仿真應用案例，直觀呈現(xiàn) FLOW-3D AM 在分析和預測多種增材制造工藝的能力。

一、增材導入：增材制造的一般流程包括：1、面向增材的設計：包括CAD模型的創(chuàng)建、對模型進行優(yōu)化、晶格和輕量化設計等；2、打印前優(yōu)化設置：包括STL格式模型的修復，支撐的創(chuàng)建、打印方向的確定與優(yōu)化；3、增材過程仿真：包括應力、變形分析，變形補償；4、材料分析：材料特性的數(shù)據(jù)、晶體形態(tài)預測、熔池和空隙預測等；5、數(shù)據(jù)采集和管理：增材數(shù)據(jù)的掌握與追溯、合并與分享增材數(shù)據(jù)

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。

因此，精準預測和控制凝固組織演變對于增材制造的工業(yè)化應用至關重要。</p><p>有限元-元胞自動機（CAFE）法是一種強大的跨尺度模擬方法，為研究增材制造凝固組織形成提供了有力工具。其采用有限元法或有限體積法建立起制造過程的宏觀熔池模型，模擬激光/電子束等熱源移動產(chǎn)生的瞬態(tài)溫度場（包括熔池形狀、溫度梯度G、冷卻速率R）、熱應力及潛在的熔池流動。

Materialise攜手提供集成式數(shù)字解決方案，以幫助解決增材制造(AM)行業(yè)的工作流程挑戰(zhàn)。

02 增材制造工藝方案?？怂箍?em>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(chuàng)成式設計、拓撲優(yōu)化，實現(xiàn)增材結構的設計，到增材制造結構定位、支撐創(chuàng)建、定位和排布、打印策略、打印過程仿真、層切片數(shù)據(jù)可視化、成本評估，實現(xiàn)增材過程的參數(shù)準備，還涵蓋了增材制造工藝仿真優(yōu)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(yōu)化，幫助實現(xiàn)一次打印成功。

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(qū)。

、汽車、醫(yī)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(jīng)驗，廣泛的了解國內(nèi)外客戶在增材制造領域中的仿真需求以及發(fā)展現(xiàn)狀，支持過國內(nèi)航空、航天、汽車、醫(yī)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(qū)。