Machen Sie sich hier mit den wichtigsten Neuheiten der Vorgängerversionen von Simufact Additive vertraut.
Mit dem Release von Simufact Additive 2020 erweitert Simufact den Umfang seines Simulationswerkzeugs: Ab sofort können Anwender nicht nur den Bauprozess virtuell auslegen und optimieren, sondern bereits im Vorfeld eine sofortige und schnelle Kostenabschätzung für mehrere, aber auch einzelne Bauteile eines Druckprozesses vornehmen. Diese Funktion umfasst neben dem Druckprozess auch alle nachgelagerten Prozesse wie das Abtrennen und Nacharbeiten.
Mit der Kostenabschätzung lassen sich auf Basis individuell anpassbarer Parameter die geschätzten Kosten für den Prozess berechnen. Im Orientierungsassistenten bekommt der Anwender zudem eine Aussage der erwartbaren Kosten für die jeweilige Orientierung. Sollte er zudem die Orientierung im Assistenten verändern, passt das Tool automatisch die Kostenabschätzung an. Mit einem Klick kann der Anwender eine detaillierte Auflistung der vorraussichtlichen Kosten in Excel überführen. Darüber hinaus kann er die geschätzten Kosten eines einzelnen Druckprozesses gegenüber einem mit mehreren Bauteilen vergleichen.
Mit Simufact Additive 2020 steht den Benutzern die 3MF-Schnittstelle, ein Industriestandardformat aus dem 3D-Druckbereich zum Im- und Export zur Verfügung. Mit dieser Schnittstelle erfolgt ein einfacher und zuverlässiger Datentransfer zu Drittanbieter-Software wie u.a. mit Materialise Magics. Neben der Offenheit zu anderen Produkten, vereinfacht die 3MF-Schnittstelle darüber hinaus den Modellaufbau im Zusammenspiel mit Materialise Magics erheblich.
Version 2020 erweitert nicht nur seinen Umfang einer reinen Prozesssimulations-Lösung, sondern erlaubt den Anwendern auch eine zusätzlich integrierte Baujobvorbereitung mit einer direkten Exportfunktion der Ergebnisdateien zu Renishaw Druckern. Ab sofort lassen sich für alle Schichten die Laserpfadbahnen generieren und visualisieren, so dass der Anwender frühzeitig Probleme im Druckprozess identifizieren kann. Mit dieser Funktion vervollständigt Simufact Additive 2020 den Prozesskettengedanken um eine weitere Funktion, die eine fehlerfreie Datenübertragung erlaubt und somit den gesamten Prozess effizienter macht. Somit schafft Simufact Additive 2020 Rahmenbedingungen, die in Zukunft auch für andere Druckerhersteller genutzt werden könnten.
Derzeit ist die Schleife vom als CAD-Modell vorliegendes Bauteil, über den CAD-Import zu der Simulation und wieder zurück zum CAD-Modell offen, da es keine Möglichkeit gibt, Simulationsergebnisse wie kompensierte Geometrien in native oder neutrale CAD-Formate (STEP, usw.) zu exportieren. Diese Diskontinuität in der Prozesskette wird mit dem neuen CAD-Export geschlossen. Mit dem CAD-Export können die ursprünglich aus einem CAD-System importierten und mit Simufact Additive kompensierten oder verzerrten Geometrien wieder in native und neutrale CAD-Dateien exportiert werden. Diese Dateien können später für CAM-Simulationen und zur Weiterverarbeitung in CAD-Programmen verwendet werden. Das aufwändige und ungenaue manuelle Rekonstruieren dieser Geometrien entfällt.
Mit der adaptiven Voxelvernetzung passt Simufact Additive 2020 automatisch die Voxelgrößen im Bauteil bedarfsgerecht an. Auf diese Weise lassen sich die Elemente optional zusammenfassen oder verfeinern. Diese Anpassung verbessert die Simulationsgeschwindigkeit, so dass dem Anwender die Ergebnisse schneller vorliegen. Zusätzlich wirkt sich die neue Funktionalität auch stabilisierend auf die Simulation aus und macht diese noch genauer.
Die Hybridfertigung kombiniert den additiven Fertigungsprozess mit herkömmlichen gefertigten Teilen, z. B. ein gedruckter Bohrkopfmit einer speziellen Kontur auf einem konventionell gefertigten Bohrkörper. Die Hybridfertigung wirft neue Fragen zu Beanspruchungen und Verwindungen der gesamten Baugruppe sowie jedes einzelnen Teils auf. Es kann auch interessant sein, Kombinationen verschiedener Materialien zu untersuchen. In der neuen Version können Teile als „Startpunkte“ definiert werden, an denen der Druck gestartet wird. So können Spannungen und Verformungen der gesamten Baugruppe und aller Einzelteile untersucht werden.
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:
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
So wird die Steifigkeit der Stützstruktur realistischer abgebildet. Auch gröbere Vernetzung liefert zuverlässige Ergebnisse, und gleichzeitig reduziert sich die benötigte Rechenzeit.
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.
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.
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.
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Top-Neuheiten in Simufact Additive 2020