Аддитивная печать

Аддитивное производство – технология создания изделий, которая основывается на поэтапном «наращивании» материала на основу в виде плоской платформы или осевого каркаса.

Математическое моделирование процесса аддитивного производства является важным подготовительным этапом при определении стратегии производства детали. Важность этого этапа в первую очередь обоснована тем, что в процессе производства возможно искажение формы объекта, связанное с особенностями технологии, которое может привести к выходу за границы допусков на размеры или смещению функциональных областей.

В CAE Fidesys расчет для аддитивной печати находится на Панели команд в разделе Настройки расчета - Статический - Общие - галочка на Теплопроводность и Аддитивное производство.

В CAE Fidesys расчет для аддитивной печати запускается при помощи команды:

analysis type static elasticity slm dim3

Для данного расчета на модели должна быть построена воксельная сетка. В CAE Fidesys для этого используется команда voxelmesh. При использовании этой команды для каждого слоя создается блок, которому в дальнейшем необходимо присвоить материал.

Для задания граничных условий при моделировании аддитивной печати в CAE Fidesys необходимо использовать граничное условие Аддитивная печать:

Также можно использовать команду voxelbc.

voxelbc L <value> t0 <value> t1 <value> t2 <value>

L (вокселей на слой) - количество слоев, которое добавляется в расчет за один шаг (или толщина слоя в вокселях);

t0 - температура основания (подложки);

t1 - температура вновь созданного слоя;

t2 - до какой температуры остывает нижний слой в момент присоединения верхнего.

Кроме того команда voxelbc:

задает закрепление по всем степеням свободы на нижнем слое;
задает количество шагов для пошагового расчета (1+(2*общее количество слоев вокселей/L)).

При необходимости изменение/отключение блоков производится вручную.

Важно: Для альфа-версии расчета управление блоками и граничными условиями на шагах происходит через настройки статического расчета (опция Задать число шагов статического нагружения). Запуск на расчет происходит непосредственно из раздела Настройки расчета - Статический - Общие - галочка на Теплопроводность и Аддитивное производство. Кроме того, модель должна быть модифицирована таким образом, чтобы слои наращивались бы в направлении оси Z.

Команда для запуска на расчет аддитивной печати:

analysis type static elasticity heattrans findefs slm dim3

calculation path “D:/calc/path_to_file.pvd”

В команду calculation path необходимо вставить путь до файла расчета *.pvd.

Пример моделирования для аддитивной печати

1. Для построения воксельной сетки используются размеры вокселей x=y=z=0.25. Также модель была отмасштабирована в СИ (метры). И передвинута так, чтобы слои наращивались по оси Z. Результат:

На этом же этапе было создано 24 блока (можно проверить в Дереве или с помощью команды list block all) .

2. Необходимо задать материал и присвоить его блокам (например, с помощью команды block all material 1 ).

3. Используется граничное условие Аддитивная печать с параметрами:

Вокселей на слой: 1;
T0=100, T1=1300, T2=500.

Таким образом, за один шаг наращивается один слой (L=1). Общее количество шагов при пошаговом решении становится равным 49. Это ( 2*24+1) .

4. Далее вручную добавляется граничное условие на последнем шаге (закрепление середины отрезанного слоя) и правится порядок удаления блоков.

Закрепление на последнем шаге моделирует отрезание «ножек». Чтобы не переприсваивать созданные автоматически блоки, закрепляются грани гексаэдров в середине отрезанного слоя.

5. Запуск на расчет происходит с помощью команд:

analysis type static elasticity slm dim3

calculation path "D:\1.pvd"

(Путь до файлов с результатами расчета необходимо указать самостоятельно).

Результат решения на последнем шаге в постпроцессоре (деформированный вид):