Top-Neuheiten der letzten Simufact Additive Versionen

Machen Sie sich hier mit den wichtigsten Neuheiten der Vorgängerversionen von Simufact Additive vertraut.

 

Top-Neuerungen in Simufact Additive 3.1

 

 

Top-Neuerungen in Simufact Additive 3.1
  • Orientierungsassistent ermittelt die beste Bauteilausrichtung
  • Automatische Verzugskompensation
  • Fertigungsprobleme identifizieren
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Orientierungsassistent ermittelt die beste Bauteilausrichtung

Der neue Orientierungsassistent unterstützt den Benutzer beim Modellaufbau. Diese neue Funktion bietet einen beeindruckenden Blick auf die Bauteilausrichtung, die darüber hinaus die Ergebnisauswertung intuitiver und einfacher macht.

Der Orientierungsassistent basiert auf fünf Kriterien, die untereinander ausgeglichen sind:

  • Support Bereich
  • Support Volumen
  • Projektionsfläche
  • Bauweise
  • Lokale Minima

Benutzer bestimmen die beste Bauteilausrichtung, indem sie ein oder mehrere Kriterien auswählen, die für ihren Prozess am besten geeignet ist. Der Assistent zeigt die Ergebnisse für die Komponentenausrichtung in Form einer Kugel an. Die farbige Darstellung (grün bis rot) zeigt dem Benutzer, wie gut oder schlecht die Komponentenausrichtung innerhalb der ausgewählten Kriterien ist. Durch Klicken auf die Kugel wird das Teil automatisch in die entsprechende Bauteilausrichtung gedreht. Diese interaktive und intuitive Handhabung ermöglicht dem Benutzer eine Vorschau auf die Bauteilausrichtung. Es ist auch möglich, diese Funktionalität mit mehreren Teilen zu verwenden, aber dafür muss der der Benutzer jedes einzelne Teil anpassen.

Automatische Verzugskompensation

Die automatische Verzugskompensation vereinfacht und beschleunigt die Verzugskompensation des Bauteils, wodurch der Benutzer Zeit einspart. Bevor der Anwender mit der automatischen Verzugskompensation beginnen kann, muss er zwei Dinge im Vorfeld festlegen:

  • Er muss die Funktion auswählen und
  • den Toleranzbereich für die Abweichung festlegen

Sobald diese beiden Schritte erledigt sind, berechnet die Software auf Basis der „Best-Fit-Methode“ die Abweichung zum ursprünglichen Bauteil. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt. Nach circa drei bis fünf Iterationsschritten erhält der Benutzer eine Geometrie, die die niedrigste Abweichung zwischen dem ursprünglichen Bauteil und dem Referenzteil aufzeigt.

Während die Software die Abweichung berechnet, kann der Anwender weiterhin in der Software an anderen Simulationsmodellen arbeiten.

Ohne den Simulationsabgleich müssten Anwender zeit- und geldintensive Versuche durchführen.

Fertigungsprobleme identifizieren

Diese neu implementierte Funktion basiert auf drei Methoden, die den Benutzer während der Ergebnisauswertung unterstützt. Es hilft dem Benutzer kritische Bereiche im Bauteil zu identifizieren.

  • Kontakt zwischen Pulverauftragsarm und Bauteil (recoater contact): Der Benutzer erfährt, wie wahrscheinlich ein Kontakt zwischen dem Pulverauftragsarm und dem Bauteil ist.
  • Mögliches Bauteilversagen (possible part failure): Mittels eines Ampelsystems wird dem Anwender die Wahrscheinlichkeit aufgezeigt, dass das Bauteil während des Drucken reißt.
  • Möglicher Pulverschichtversatz (layer offset intensity): Während des Druckvorgangs kann es passieren, dass ein Pulverschichtversatz auftritt. Diese kleine Veränderung des Pulverbetts kann zu Oberflächenfehlern im Bauteil führen ("Shrink lines"). Mit dieser Funktion kann der Anwender bereits vor dem Druck die kritischen Bereiche im Bauteil identifizieren und optimieren.
Fertigungsprobleme identifizieren in Simufact Additive 3.1, hier: "Shrink lines"
Fertigungsprobleme identifizieren in Simufact Additive 3.1, hier: "Shrink lines"

Partikelrückverfolgung zum Erstellen von Verlaufsdiagrammen und erweiterten Pfaddiagrammen

Die Partikelverfolgung zum Erstellen von Verlaufsdiagrammen und erweiterten Pfaddiagrammen ermöglicht dem Benutzer im Zeitverlauf Materialeigenschaften und Materialzustände in den verschiedenen Schichten eines gedruckten Bauteils zu identifizieren. Durch das schichtweise Auftragen des Pulverbettes können sich aufgrund von Wärmeeinflüssen des Lasers Veränderungen in den darunterliegenden Schichten ergeben. Diese können nun mit der Partikelverfolgung visualisiert werden. Darüber hinaus steht eine Pfaddiagrammfunktion zur Verfügung mit welcher der Benutzer Ergebnisse nicht über die Zeit, sondern über die Entfernung zwischen den Partikeln darstellen kann.

Partikelrückverfolgung zum Erstellen von Verlaufsdiagrammen und erweiterten Pfaddiagrammen
Partikelrückverfolgung zum Erstellen von Verlaufsdiagrammen und erweiterten Pfaddiagrammen

Top-Neuerungen in Simufact Additive 3

 

 

Top-Neuerungen in Simufact Additive 3
  • Thermo-mechanische Berechnungsmethode
  • Einflüsse der Bodenplatte auf das Bauteil vorhersagen
  • Simulation auf Linux-Rechnern und Linux-Clustern
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Thermo-mechanische Berechnungsmethode

GUI Auswahlfenster mit thermo-mechanischer Berechungsmethode
GUI thermo-mechaniseh Berechungsmethode

Zusätzlich zur bewährten rein mechanischen Inherent-Strain Methode hat Simufact seit der Version 3 eine thermo-mechanische Berechnungsmethode implementiert. Der Build-Prozess wird schichtweise thermo-mechanisch simuliert, sodass die Anwender Aussagen über das globale Wärmeverhalten im Bauteil treffen können, um beispielsweise thermische Spitzenbelastungen frühzeitig zu erkennen. Dieses Verfahren ist physikalisch umfassender, da tatsächliche Maschinen-Parameter zum Tragen kommen, darunter thermisch relevante Größen wie die Laserleistung, die Lasergeschwindigkeit und vorgegebene Temperaturen in der Baukammer. Dadurch rückt die Simulation näher an den vertrauten Fertigungs-prozess heran.

Einflüsse der Bodenplatte auf das Bauteil vorhersagen

Einflüsse der Bodenplatte auf das Bauteil vorhersagen
Einflüsse der Bodenplatte auf das Bauteil vorhersagen

Während des additiven Fertigungsprozesses entstehen sowohl in den Werkstücken als auch in der Bodenplatte Verzüge und Eigenspannungen. Letztere können sich auf die Eigenschaften der Stützstrukturen und des Bauteils auswirken. Mit Simufact Additive 3 lassen sich die Eigenschaften und Einflüsse der Bodenplatte bestimmen. Als praxisnahe Anwendung kann der Anwender z.B. bestimmen, wann die Bodenplatte zu dünn geworden und ein Austausch erforderlich ist.

Simulation auf Linux-Rechnern und Linux-Clustern

Simufact Additive 3 bietet neben dem Windows-Solver nun auch einen Linux-Solver. Damit steht die Software jetzt auch für Simulationen auf Linux-Rechnern z.B. in High-Performance-Clustern zur Verfügung. Die Bedienung der Software über das GUI läuft weiterhin im Windows-Umfeld.

Tux - Larry Erwing
Tux - Larry Erwing

Multiple Parts: Gleichzeitige Simulation mehrerer Bauteile im Bauraum

In der Praxis werden üblicherweise mehrere Geometrien gleichzeitig im Bauraum angeordnet und gedruckt. Die Einzelteile können sich dabei gegenseitig indirekt thermisch beeinflussen. Mit Simufact Additive 3 modelliert der Anwender schnell und einfach den thermischen Druckprozess mehrerer Geometrien im Bauraum und erkennt, an welcher Stelle sich die Bauteile gegenseitig beeinflussen.

Gleichzeitige Simulation mehrerer Bauteile im Bauraum
Gleichzeitige Simulation mehrerer Bauteile im Bauraum

Best-Fit-Methode: Per Knopfdruck Simulation und Referenzmodell vergleichen

Best-Fit-Methode: Per Knopfdruck Simulation und Referenzmodell vergleichen
Best-Fit-Methode: Per Knopfdruck Simulation und Referenzmodell vergleichen

In Simufact Additive 3 können die Anwender mittels „Best-Fit“-Positionierung Simulationsergebnisse und Referenzmodell (z.B. CAD-Daten) per Mausklick vergleichen. Bei der Best-Fit-Methode ermittelt die Software automatisch die Position, bei der die Abweichungen am geringsten sind. Die visuelle Darstellung der Ergebnisse, angelehnt an messtechnische Untersuchungen, erlaubt dem User eine schnelle Bewertung vorzunehmen, ob die Abweichungen innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. Für diese Funktion hat Simufact die 3DReshaper-Technologie von Hexagon integriert.

Top-Neuerungen in Simufact Additive 2

Button Simufact addditive V2

 

 

Top-Neuerungen in Simufact Additive 2
  • Kalibrierung mit Cantilevern
  • Individuelle Positionierung von Teilen im virtuellen Bauraum
  • Unterstützung orthotroper Materialeigenschaften
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Kalibrierung mit Cantilevern

Kalibrierung mit Cantilevern
Kalibrierung mit Cantilevern

Ein schneller Optimierungsalgorithmus kalibriert die inhärenten Dehnungswerte. Diese Dehnungswerte repräsentieren die Maschine, das Material und auch die verwendeten Prozessparameter. Dies ermöglicht eine zuverlässige Simulation für komplexe additiv gefertigte Komponenten. Technische Verbesserungen in Version 2 ermöglichen eine schnellere Kalibrierung der notwendigen inhärenten Dehnung auf Basis der gemessenen Testkörperverformung.

Individuelle Positionierung von Teilen im virtuellen Bauraum

Teile können effizient auf der Grundplatte positioniert werden, und es sind Iterationen zur Optimierung des Schichtbaus möglich. In der anwenderfreundlichen Benutzeroberfläche ist die Positionierung des Teils sehr intuitiv.

Individuelle Positionierung von Teilen im virtuellen Bauraum

Unterstützung orthotroper Materialeigenschaften

So wird die Steifigkeit der Stützstruktur realistischer abgebildet. Auch gröbere Vernetzung liefert zuverlässige Ergebnisse, und gleichzeitig reduziert sich die benötigte Rechenzeit.

Unterstützung orthotroper Materialeigenschaften
Unterstützung orthotroper Materialeigenschaften

Variantensimulation: Optimierung der additiven Prozesskette

Eine effektive, schnelle Optimierung der gesamten Prozesskette. Der Anwender simuliert oft mehrere unterschiedliche Varianten. Jeder Prozessschritt kann basierend auf den vorhergehenden Ergebnissen separat optimiert werden. Simufact Additive 2 verkürzt die Berechnungszeiten der Simulation.

Variantensimulation
Variantensimulation

HIP-Prozesse simulieren

Die Simulation des HIP Prozesses (Heiß-isostatisches Pressen) in Simufact Additive 2 beinhaltet jetzt auch die Porosität der Teile sowie deren Verdichtung basierend auf dem Hohlkugelmodell. Dieser Prozess reduziert die Porosität und führt zu einer längeren Lebensdauer der Produkte. Die Bauteildichte beeinflusst die Produktlebensdauer, die deutlich länger sein kann, je weniger porös das Werkstück ist.

Relative Dichte im Werkstück – HIP Prozess
Relative Dichte im Werkstück – HIP Prozess

Vergleich mit physikalischen Tests

Vergleich der berechneten Teile mit dem Zieldesign oder mit 3D-Messdaten als Referenz. Die simulierten Verformungen können relativ zur Referenzgeometrie betrachtet werden. Die Benutzer vermessen das eigentliche Teil und importieren dieses in Simufact Additive. Diese Funktion ermöglicht den Ingenieuren ihre Ergebnisse zu vergleichen, was einen effizienteren Arbeitsablauf gewährleistet.

 

Real-Vergleich mit physikalischen Tests
Real-Vergleich mit physikalischen Tests

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