Hexagon和Raytheon開發(fā)出可預(yù)測金屬3D打印缺陷的新軟件工具

2022年11月4日，南極熊獲悉，瑞典軟件開發(fā)商Hexagon和航空航天公司Raytheon Technologies聯(lián)合開發(fā)出一款檢測程序，使金屬3D打印機用戶能夠在零件缺陷發(fā)生之前進行預(yù)測和預(yù)防。

這款程序是利用兩家公司的聯(lián)合軟件專業(yè)知識開發(fā)，據(jù)說可以讓設(shè)計者評估即將打印的結(jié)果，而不需要通過艱苦的試錯過程。該軟件工具旨在補充�？怂箍担℉exagon）的Simufact Additive平臺，據(jù)說將推出類似的用戶界面，以便用戶能夠獲得更多的功能，但不必重新學(xué)習(xí)界面。

�？怂箍等�球業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Jeff Robertson說："我們與雷神技術(shù)公司合作，提供一個直觀和可訪問的工具，幫助工程師快速預(yù)測和減少風(fēng)險。在中尺度上評估完整的激光粉末床熔融（LPBF）部件的能力將減少實現(xiàn)部件認證的努力，從而支持工業(yè)化。"

△Hexagon的Simufact Additive平臺被用來分析一個零件。圖片來自�？怂箍怠�

雷神公司的3D打印之旅

雷神公司（Raytheon）總部位于弗吉尼亞州，是一家航空航天和國防方面的跨國公司。因此，該公司的研發(fā)工作橫跨多個行業(yè)和技術(shù)，但它對3D打印一直保持著長期的興趣，特別是在其業(yè)務(wù)的航空航天方面。2020年7月，"美國制造 "將雷神公司列為其項目呼吁的贏家之一，并頒發(fā)了841,000美元的資金獎。

該公司提交的項目，包括來自其情報和空間、導(dǎo)彈和國防以及研究中心部門的投入，建議開發(fā)一個修訂的LPBF軟件工作流程。雷神公司說，利用這個軟件，采用者就有可能用傳統(tǒng)的增材制造出拓撲優(yōu)化的 "特殊設(shè)計"，比如為美國空軍優(yōu)化的3D打印光學(xué)支架。

發(fā)動機制造商和雷神公司的子公司Pratt&Whitney也是該技術(shù)的長期采用者。在2019年的國際巴黎航展上，吉凱恩（GKN）航空航天公司透露，它已將與該公司的合作關(guān)系擴大到GTF發(fā)動機部件的3D打印，包括一個編組風(fēng)扇外殼安裝環(huán)和風(fēng)扇墊片。

對Simufact Additive的補充

�？怂箍惮F(xiàn)有的Simufact Additive計劃旨在使金屬3D打印機用戶通過在打印前模擬構(gòu)建來減少測試的時間。該平臺與LPBF、直接能量沉積（DED）和粘結(jié)劑噴射技術(shù)兼容，采用多尺度的方法來處理問題，范圍從機械檢查到全面的熱-機械瞬態(tài)分析。

Simufact Additive平臺本身是基于數(shù)值模擬專家MSC軟件公司的MARC求解器，該技術(shù)涵蓋了廣泛的物理效應(yīng)，已被調(diào)整用于3D打印。在SimufactAdditive中，該軟件工具允許用戶最小化殘余應(yīng)力，補償變形，識別潛在的零件故障，評估后處理的影響，優(yōu)化構(gòu)建板嵌套等等。

從本質(zhì)上講，該程序通過使采用者在將結(jié)果與構(gòu)建的目標(biāo)幾何形狀進行比較之前模擬打印，使缺陷清晰化，然后通過分析強調(diào)修復(fù)。據(jù)海克斯康稱，Simufact Additive最終減少了制造商的學(xué)習(xí)過程，同時確保他們優(yōu)化員工的生產(chǎn)力，并盡量減少產(chǎn)品的上市時間。

在其最新的軟件創(chuàng)新中，海克斯康的制造智能部門與雷神技術(shù)公司的普拉特和惠特尼業(yè)務(wù)合作，開發(fā)了一個全新的模擬工具。除了作為Simufact Additive的補充外，據(jù)透露，該技術(shù)將使設(shè)計者能夠根據(jù)材料、幾何形狀和打印工藝的組合來評估打印結(jié)果。

它還表示，軟件用戶界面的相似性將使其易于集成到現(xiàn)有的制造工藝中，而不需要廣泛的培訓(xùn)，Pratt&Whitney公司的材料和工藝高級研究員David Furrer補充說，這將 "幫助具有各種經(jīng)驗水平的制造商以更高的效率制造更好的產(chǎn)品"。

△使用ANSYS軟件評估的渦輪機葉片。圖片來自ANSYS

如今的Simufact Additive平臺已經(jīng)被證明很受歡迎，因為它的客戶群包括奧迪、奔馳和捷豹等，但它遠不是這個領(lǐng)域的唯一軟件。例如，ANSYS Additive Print允許用戶評估材料在構(gòu)建過程中的應(yīng)力或變形情況，并采取糾正措施，以便在第一時間獲得正確的零件。

同樣，Riven的WarpAdapted Model軟件允許用戶從最初的設(shè)計中獲取并使用全部件的3D數(shù)據(jù)，在幾分鐘內(nèi)識別并糾正錯誤。該軟件旨在與Authentise AMES合作，與FFF、SLA、MJF和粘結(jié)劑噴射兼容的技術(shù)，可釋放出完整的上下文數(shù)據(jù)捕獲，作為從零件模型中挑出缺陷的一種手段。