인쇄 실패의 대가!! 이런 생각 해본 적 있나요?🤔🤔 시간과 돈 낭비! 아래 사진들을 보세요:
(a) 프린터 조각 이동 (b) 프린터 일시 정지 후 재시작 [참조]
뒤틀린 영역 [참조]
중요한 부품을 설계하는 데 수많은 시간을 허비했는데, 결국 심하게 휘거나 금이 간 부품을 발견했다고 상상해 보세요. 이러한 흔한 상황은 막대한 재료, 자원, 그리고 시간 낭비로 이어집니다.
연구에 따르면 시뮬레이션을 통해 소량 부품의 비용을 50%에서 75%까지 절감할 수 있습니다.
생각해 보세요 적층 제조 시뮬레이션 3D 프린팅을 위한 GPS 내비게이션 시스템으로 활용하세요. GPS가 없다면 교통 체증(왜곡)과 교량 폐쇄(균열)를 피하는 경로를 찾기 위해 여러 경로를 시도해야 할 수 있으며, 이로 인해 연료(자재)와 시간 낭비가 발생할 수 있습니다.
시뮬레이션을 통해 최적의 경로(인쇄 매개변수 및 방향)를 바로 제공하여 최종 부품이 완벽하게 전달되도록 보장합니다.
이 블로그에서는 시뮬레이션이 3D 프린팅을 어떻게 향상시키는지 살펴보겠습니다. 프로세스 시뮬레이션의 주요 과제, 유한요소해석(FEA)과 같은 고급 도구의 역할, 그리고 Abaqus, ANSYS, Simufact와 같은 소프트웨어의 실제 활용법을 알아봅니다. 제조업체든 애호가든, 이 가이드는 우수한 3D 프린팅 부품을 제작하는 데 있어 시뮬레이션의 중요한 역할을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
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Why Additive Manufacturing Simulation is Critical?
시뮬레이션은 적층 제조(AM)를 첨단 기술에서 신뢰할 수 있는 본격적인 생산 방식으로 전환하는 데 중요한 단계입니다. 시뮬레이션은 열과 응력 하에서 재료의 거동을 모델링하여 엔지니어가 열 응력, 휨, 재료 불일치와 같은 잠재적 문제를 예측하고 예방할 수 있도록 지원합니다.
재료를 층층이 녹이고 응고시키는 데 필요한 빠르고 국소적인 열 변화는 심각하고 원치 않는 결함을 생성합니다.
AM 시뮬레이션 통합의 주요 이점
3D 프린팅 시뮬레이션의 주요 과제
3D 프린팅 시뮬레이션은 정확도와 신뢰성에 영향을 미치는 주요 과제에 직면해 있습니다. 이러한 문제는 프린팅 공정의 복잡성, 재료의 다양성, 그리고 생산 과정의 동적 조건으로 인해 발생합니다.
- 다중 물리 복잡성
주요 과제 중 하나는 프로세스의 다중 물리학적 특성으로, 다음과 같은 정확한 입력이 필요합니다. 열적 특성, 물질적 행동, 입자 형상. 인쇄 중 급격한 온도 변화는 뒤틀림, 균열 또는 잔류 응력과 같은 결함을 유발할 수 있어 정확한 예측을 어렵게 만듭니다.
예를 들어, 그림 3 인쇄 중 불균일한 냉각으로 인해 발생하는 높은 열 응력(적색 영역)을 강조합니다. 이러한 응력 영역은 최종 제품의 잠재적 결함을 파악하는 데 중요합니다.
그림 3: 열 응력 분석은 불균일한 냉각으로 인해 발생하는 높은 응력 영역(빨간색 영역)을 강조합니다.참조]
- 기하학적 복잡성
또 다른 과제는 3D 프린팅 디자인의 기하학적 복잡성에 있습니다. 복잡한 형상, 돌출부, 격자 구조는 응력점과 변형을 효과적으로 시뮬레이션하기 위한 고급 알고리즘을 요구합니다.
에서 보여지는 바와 같이 그림 4, 격자 구조는 하중 하에서의 성능을 예측하기 위해 매우 상세한 시뮬레이션이 필요합니다. 이러한 구조는 가볍고 효율적이지만, 신뢰성 확보에 어려움을 겪는 경우가 많습니다.
그림 4: 격자 구조의 기하학적 복잡성은 부하 하에서의 성능을 예측하기 위해 자세한 시뮬레이션이 필요합니다.참조]
- 재료 가변성
재료의 가변성은 복잡성을 더욱 가중시킵니다. 금속은 불균일한 냉각으로 인해 잔류 응력이 발생할 수 있는 반면, 플라스틱은 변형되기 쉽습니다. 시뮬레이션을 위한 정확한 재료 데이터를 확보하는 것은 신뢰할 수 있는 결과를 얻는 데 여전히 큰 걸림돌입니다.
~ 안에 그림 5, 폴리머 3D 프린팅 시뮬레이션에서 층 결합과 냉각을 시뮬레이션하면 재료가 열 변화에 어떻게 다르게 반응하는지 보여주고 정확한 재료 모델링의 중요성을 강조합니다.
그림 5: 폴리머 3D 프린팅에서의 층 결합 및 냉각 시뮬레이션 [참조]
- 높은 계산 요구 사항
3D 프린팅 공정 시뮬레이션에는 상당한 컴퓨팅 파워가 필요합니다. 이러한 시뮬레이션은 열 거동, 구조적 안정성, 그리고 재료 상호작용을 모델링하여 실제 환경을 재현하는 것을 목표로 합니다. 예를 들어, 터빈 블레이드와 같은 복잡한 금속 부품을 프린팅하는 경우, 시뮬레이션은 다음과 같은 사항을 고려해야 합니다.
- 층 사이의 열전달.
- 균열을 방지하기 위한 응력 분산.
- 냉각 중 재료 수축.
이러한 복잡한 계산에는 상당한 계산 리소스가 필요한 경우가 많기 때문에 충실도가 높은 시뮬레이션을 수행하는 데는 많은 비용과 시간이 소요됩니다. 그림 6 레이어 로딩 중 열 및 응력 시뮬레이션을 보여주며, 적절한 리소스로 얻을 수 있는 통찰력을 보여줍니다.
그림 6: 층 로딩 중 열 및 응력 시뮬레이션 [참조]
이러한 과제를 해결하려면 고급 기술이 필요하며, 바로 이 부분에서 유한요소해석(FEA)이 중요해집니다. FEA를 사용하면 다음과 같은 세부 모델링이 가능합니다. 열의, 구조적, 그리고 물질적 상호작용, 워핑과 같은 복잡한 문제를 예측하고 해결하는 데 도움이 됩니다. 잔류응력.
FEA는 복잡한 물체를 보다 작고 관리하기 쉬운 요소로 분할함으로써 3D 프린팅된 물체의 각 부분이 특정 조건에서 어떻게 동작하는지에 대한 정확한 통찰력을 제공합니다. 이 방법은 시뮬레이션 정확도를 높이고 이론적 모델링과 실제 결과 간의 격차를 해소합니다.
산업 응용 분야 및 사례 연구
적층 제조(AM)는 이제 맞춤형 또는 단기 생산에 중점을 둔 산업을 위한 본격적인 생산 솔루션으로, 리드 타임을 크게 줄이고 성능을 개선하는 것이 주요 장점입니다.
| INDUSTRY | APPLICATION & GOAL | SIMULATION TOOL/BENEFIT |
|---|---|---|
| 자동차 | Ford Motor Company used AM solutions to design vehicle brackets with better mechanical behavior and more effective heat dissipation via internal cooling channels. | Altair Inspire™ 3D 프린팅 시뮬레이션과 HyperStudy®를 사용하여 오류 상태(예: 지지 분리)를 식별하고 프로세스 매개변수(예: 레이저 출력, 층 두께)를 최적화했습니다. |
| Aerospace & Defense | AM provides a competitive alternative for low volume, high cost parts. | Kongsberg Defense and Aerospace (KDA) utilized Altair to revolutionize satellite antenna designs, achieving lighter and more accurate outcomes. A military bracket was redesigned for metal 3D printing, resulting in a part 11 pounds lighter and $4,000 cheaper to produce. |
| Healthcare & Life Sciences | AM enables the development of individualized parts in a short timeframe, such as orthotics, orthopedic implants, and dental restorations. | Simufact는 환자 가까이에 이식하는 무릎 임플란트를 위한 하이브리드 적층 제조 분석 절차를 개발하는 연구를 지원했습니다. |
| Tooling & Manufacturing | AM for tooling can reduce typical lead times from six months to six weeks. | 시뮬레이션은 사출 성형 시 냉각 루프를 최적화하여 부품 변형을 최소화합니다. 이를 통해 공정 초기부터 제조 요구 사항을 완벽하게 파악할 수 있습니다. |
The AM Simulation Workflow: How Do I Start AM Simulation?
시뮬레이션 프로세스는 설계를 주도하고 설계 방향에 영향을 미치며, 물리적 시행착오의 비효율성을 제거하는 데 필수적입니다. 다음 단계는 AM 시뮬레이션을 시작하기 위한 체계적인 경로를 제공합니다.
1단계: 시뮬레이션할 AM 기술 지정
시뮬레이션 도구와 모델의 선택은 선택한 AM 프로세스에 따라 달라지며, 이는 매우 다양합니다.
| AM Technology | Process Focus & Simulation Goals |
|---|---|
| Fused Filament Fabrication (FFF/FDM) | Simulates plastic extrusion, focusing on warping (distortion), toolpath, speed, and surface quality. |
| Selective Laser Melting / Powder Bed Fusion (SLM/PBF) | Involves metal powder + laser, focusing on 잔류응력, 왜곡, temperature, and microstructure. |
| SLS / SLA / Binder Jetting | Requires different specific modeling approaches and physics. |
2단계: 적절한 시뮬레이션 소프트웨어 선택
선택은 목표(산업 예측 대 고급 연구)와 팀의 코딩 경험에 따라 달라집니다.
| Software Focus | Example Tools | Analyst Recommendation |
|---|---|---|
| Industrial / Ready-made | ANSYS Additive Suite, Netfabb Simulation, Simufact Additive | Easier start, simple environments, less manual modeling required. |
| High Fidelity / Research | ABAQUS + subroutines | Best option for scientific AM simulation, customized physics, and microstructural analysis. |
3단계: 기초 프로세스 물리학을 마스터하세요
성공적인 AM 분석가는 일반적으로 다음과 같은 배경을 가지고 있습니다. CFD 또는 FEM/역학. 숙지해야 할 주요 물리학 개념은 다음과 같습니다.
- 열전달(레이어 간 전송)
- 응력/변형률 모델링
- 열기계적 커플링(열 변화가 기계적 변형을 일으키는 방식)
- 온도에 따른 재료 특성
- 레이저/노즐 툴패스
4단계: 간단한 예제로 실제적으로 시작하세요
권장되는 최상의 학습 경로는 다음과 같은 간단한 모델에서 시뮬레이션을 실행하여 시작하는 것입니다. 20mm 큐브. 여기에는 재료, 속도, 전력, 두께 등의 매개변수를 정의하고, 열 시뮬레이션을 실행한 후, 변형을 예측하기 위한 열기계적 시뮬레이션을 실행하는 과정이 포함됩니다. 이상적으로는 결과를 실제 인쇄물과 비교하는 것이 좋습니다.
Abaqus 적층 제조 시뮬레이션 워크플로우
아바쿠스(시물리아) 심층적이고 정확한 AM 시뮬레이션을 위한 가장 강력한 도구 중 하나이며 많은 전문적이고 과학적인 시뮬레이션의 핵심. Abaqus 3D 프린팅은 복잡한 열기계적 문제, 특히 고온으로 인해 상당한 잔류 응력이 발생하는 금속 프린팅(SLM/DED)에 사용됩니다.
AM 시뮬레이션에 필수적인 Abaqus 기능:
- 순차 열기계 분석:Abaqus는 이 핵심 분석을 수행하는 데 사용됩니다. 열 분석을 먼저 해야 합니다, 그리고 그 결과(온도 이력)는 후속 구조 해석에 적용됩니다.
- 요소 활성화/사망:이 기능은 시뮬레이션의 주요 열쇠로, Abaqus가 용융 및 응고 주기를 층별로 모델링하고 각 층이 활성화될 때 응력과 변형을 계산할 수 있도록 합니다(EALIVE).
- 예측 분석:정확한 기계 모델을 통해 Abaqus는 예측할 수 있습니다. 왜곡, 어디 균열 시작할 수도 있고, 최종적으로 잔류응력.
Abaqus는 강력한 시뮬레이션 소프트웨어로, 상변화 및 대변형을 포함하는 복잡한 열기계적 문제를 해결하는 데 이상적입니다. 항공우주 및 자동차 산업에서 널리 사용되는 Abaqus는 열 흐름과 응력 및 변형률 해석을 결합한 고충실도 모델링에 탁월합니다.
그림 13: Abaqus를 사용한 3D 프린팅 시뮬레이션
Abaqus 3D 프린팅 시뮬레이션은 다음 두 가지 방법을 통해 수행됩니다.
- 파이썬 스크립팅과 서브루틴 사용: 앞서 언급했듯이, 먼저 모델을 여러 층으로 분할해야 합니다. 이 작업은 CAD 소프트웨어를 사용하는 것이 더 바람직하며, Abaqus 내에서 직접 수행할 수도 있습니다. 각 층은 프로세스의 각 단계에서 인쇄(활성화)됩니다. 또한, 층이 인쇄될 때 해당 경계 조건, 재료 특성 및 기타 요인을 문제의 지배 방정식에 따라 적용해야 합니다. 이러한 방정식은 재료 특성, 열 조건 등의 변화를 정의합니다. 관련 작업은 Python 스크립팅과 필요한 서브루틴을 결합하여 처리됩니다. 입력이 제공되면 Python 코드를 실행하고 분석이 완료될 때까지 기다리기만 하면 됩니다.
그림 14: 파이썬을 이용한 3D 프린팅 시뮬레이션
2. AM Modeler 플러그인 사용: 적층 제조용 Abaqus 시뮬레이션 플러그인인 "AM Modeler"는 사용자 친화적인 그래픽 인터페이스를 제공하여 오류 발생 위험을 최소화하면서 효율적이고 확장 가능한 3D 프린팅 시뮬레이션 솔루션을 제공합니다. 파이썬 스크립팅, 서브루틴 작성 또는 기타 코딩 작업이 필요하지 않습니다. 필요한 매개변수를 입력하고 작업을 생성한 후 시뮬레이션을 시작하기만 하면 됩니다. 이 플러그인을 사용하면 분말 베드 융합(PBF), 직접 에너지 증착(DED), 재료 압출(ME)과 같은 널리 사용되는 3D 프린팅 기술을 시뮬레이션할 수 있습니다.
그림 13 시뮬레이션은 다음의 예입니다. FDM 시뮬레이션 Abaqus를 사용하여 AM 모델러 플러그인. 아래에 옵션이 있는 것을 볼 수 있습니다. FDM(Fused Deposition Modeling) 공정에 지정됨. 자세한 내용은 다음에서 알아볼 수 있습니다. Abaqus에서의 FDM 시뮬레이션 지도 시간.
이것은 광조형(SLA) 3D 프린팅 시뮬레이션 Abaqus를 사용하여 파이썬 스크립팅 및 서브루틴. 이것은 단지 5개의 레이어이고 이를 수행하는 방법은 왼쪽의 흐름도에 표시되어 있습니다.. 이 모든 단계는 다음에서 배울 수 있습니다. 3D 프린팅 시뮬레이션 파이썬 스크립팅 지도 시간.
발견하다 고유 변형률 방법 금속으로 3D 프린팅(LPBF) 이 단계별 튜토리얼을 통해 배우세요. 이론 그리고 그것을 적용합니다 실제 Abaqus 시뮬레이션 사용 중 파이썬 스크립팅 그리고 서브루틴. 우리의 모든 것 금속 첨가 제조 시뮬레이션의 고유 변형률 방법 지도 시간.
그림 15: Abaqus AM Modeler 플러그인
What are the Key Important parameters in 3D Printing Simulation
소프트웨어를 선택하면 분석가는 정확한 입력을 정의하고 지배 방정식을 적용하여 부품 성능과 품질을 예측함으로써 다중 물리학적 복잡성을 해결해야 합니다.
Key Input Parameters for Simulation Setup
AM 시뮬레이션을 성공적으로 실행하려면(일반적으로 다음을 사용함) 순차 열기계 분석), 분석가는 빌드, 기계 및 재료와 관련된 입력을 정의해야 합니다.
| Input Category | Required Parameters / Variables |
|---|---|
| Machine Inputs (Process) |
Speed of scan (or toolpath speed), Laser power (or nozzle temperature), Layer thickness, Hatch spacing. |
| 재료 Inputs |
Density (\( \rho \)), Specific Heat Capacity (\( C \)), Thermal Conductivity (\( k \)), Elastic Modulus, Poisson’s Ratio. Thermal properties must be defined as temperature-dependent functions. |
| Build Setup | Part orientation, support structure design, and the sliced model (layers). |
Thermal Analysis: Governing Equations and Parameters
열 분석은 급격한 온도 변화로 인해 뒤틀림과 같은 결함이 발생하기 때문에 매우 중요합니다.
- 과도 열 전도:열전달의 주요 모드는 과도 열전도 방정식에 의해 결정됩니다.
여기:
- ρ: 물질 밀도,
- c: 비열,
- k: 열전도도,
- T: 온도,
- Q: 내부 발열,
- t: 시간.
이 방정식은 시간과 공간에 따라 온도가 어떻게 변하는지를 설명합니다. 이와 관련된 구체적인 사례로는 열유속을 온도 구배와 연관시키는 푸리에 법칙이 있습니다.
여기서 q는 열유속 벡터를 나타냅니다.
- 열원 모델링:레이저 기반 인쇄에서는 단순한 열원으로는 충분하지 않습니다. 다음과 같은 모델 골닥 열원 (타원형 모델)은 Abaqus와 같은 FEA 소프트웨어에서 용융 구역의 온도 분포를 보다 현실적으로 예측하는 데 사용됩니다.
- 잠열:용융 및 응고의 경우 융해 잠열(L)을 고려하여 유효 열용량을 수정하여 상변화를 정확하게 예측합니다.
Mechanical Analysis: Stress, Strain, and Anisotropy
- 이방성 후크의 법칙(3D): 스트레스() 및 변형 () 관계는 다음을 사용하여 정의됩니다. 강성 행렬 , 인쇄 방향에 따라 재료 속성의 방향적 차이를 포착하는.
- 충전 및 격자 구조:복잡한 기하학을 다룰 때 효과적인 계수(E효과 격자 또는 벌집 패턴의 )는 부피 분율(
) 패턴 내의 고체 재료.
고급 메싱 기술
고급 메싱은 3D 프린팅된 부품의 정확한 거동을 포착하는 데 필수적입니다. ANSYS 및 Abaqus와 같은 도구는 적응형 메싱 응력이나 온도의 기울기가 큰 영역에서만 메시를 자동으로 세분화하여 정확도와 계산 효율성을 균형 있게 유지합니다. 메시 수렴 연구 솔루션의 정확성을 검증하기 위해 항상 메싱을 따라야 합니다.
Additive Manufacturing Simulation Tools and Resources (The Decision Matrix)
적합한 소프트웨어를 선택하려면 라이선스 비용, 하드웨어 요구 사항, 그리고 교육 시간 간의 균형을 맞춰야 합니다. 이 가이드에서는 특정 AM 요구 사항에 맞춰 주요 플랫폼을 자세히 설명합니다.
Overview of Leading AM Simulation Software
| 소프트웨어 플랫폼 | 주요 초점 | 핵심 역량/방법론 |
|---|---|---|
| 아바쿠스 | High-Fidelity Physics & Research | 순차적 열기계 분석, 요소 활성화/소멸, 서브루틴을 통한 사용자 정의 물리 모델링, AM 모델러 플러그인. |
| 앤시스 | Industrial & Thermomechanical | 응력 해석을 통한 열 흐름 결합, 원소 생성 및 소멸(EKILL/EALIVE), 순차적 결합. |
| 시무팩트 첨가제 | Metal AM (L-PBF, MBJ) & Post-Processing | 전체 생산 체인(소결, 열처리, 가공)을 시뮬레이션합니다. 자동 변형 보정 기능을 제공하며, 결함 분석을 위한 PDA를 제공합니다. |
| 심센터 | Process Simulation & Compensation | 왜곡을 예측합니다. 계산된 왜곡을 사용하여 초기 형상을 사전 보정된 모양으로 자동으로 변형합니다. |
| 알테어 인스파이어 | Design, Optimization & DFAM | 위상 최적화, 메시리스 유한요소해석(FEA), 신속한 제조성 평가. AI 기능을 활용하여 포괄적인 설계 탐색을 지원합니다. |
| FLOW-3D AM | 미세 규모 용융 풀 역학 | 결함의 발생 원인인 용융 풀에 초점을 맞춥니다. 기공, 용융 부족, 키홀 불안정성 등 결함 발생을 방지하는 매개변수를 파악합니다. |
Recommended Educational Resources
처음 시작하는 분들을 위해 튜토리얼을 쉽게 이용할 수 있습니다. 목표가 다음과 같은 경우 권장됩니다. “"인쇄 품질 예측"” FDM의 경우 Cura 플러그인과 같은 간단한 도구로 충분할 수 있지만 금속 공정에는 다음이 필요합니다. 펨토초.
- 무료 교육:ANSYS Additive 튜토리얼, Autodesk Netfabb 시뮬레이션 교육.
- 주요 문헌:적층 제조 기술 (깁슨, 로젠, 스터커).
- Abaqus 전용 교육:사용에 대한 튜토리얼이 있습니다. AM 모델러 플러그인 LPBF 및 FDM 시뮬레이션의 경우 또는 서브루틴 및 Python 스크립팅 기어나 샤프트와 같이 단면적이 균일하지 않은 부품의 복잡한 시뮬레이션을 위한 방법입니다.
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AI-Powered Design and Optimization
복잡하고 유기적인 모양을 만드는 생성적 디자인은 다음의 힘을 활용합니다. 인공지능(AI). Altair의 솔루션은 다음과 같은 AI 기능을 활용합니다. 데이터 마이닝 및 예측 모델, 실험 계획(DoE) 도구를 통해 포괄적인 설계 탐색을 수행하고, 검증되고 제조에 바로 투입 가능한 설계를 개발하는 데 도움을 줍니다. 이러한 통합을 통해 제품 성능을 최적화하고 설계 및 제조 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
The Digital Thread and Collaborative Platforms
산업은 다음과 같은 방향으로 움직이고 있습니다. 디지털 스레드, 모든 분야의 설계, 시뮬레이션, 생산을 연결합니다.
- 3DEXPERIENCE 플랫폼(SIMULIA):이 플랫폼은 원활한 데이터 통합 및 협업을 통해 디지털 제품 개발을 위한 고급 역할을 제공합니다. 다음 기능을 제공합니다. 가상 인쇄 빌드 동작을 시뮬레이션하고, 왜곡과 잔류 응력을 예측하고, 디지털 보정을 통해 제조된 형상이 설계된 형상과 일치하는지 확인합니다.
- 클라우드와 HPC:시뮬레이션 플랫폼 활용 고성능 컴퓨팅(HPC) 다중 물리학 및 고충실도 AM 시뮬레이션의 엄청난 계산적 수요를 관리하기 위한 클라우드 솔루션입니다.
Micro-Scale Simulation (Melt Pool Dynamics)
중요한 추세는 결함이 발생하는 용융 풀 수준에서 현상을 시뮬레이션하는 데 중점을 두는 것입니다.
- FLOW-3D AM: 이 소프트웨어는 용융 및 응고 과정에서 발생하는 재료 거동의 정확한 물리 현상에 초점을 맞춥니다. 분석가가 다음과 같은 미세 결함을 방지하는 매개변수를 식별하는 데 도움을 줍니다. 다공성, 융합 부족, 뭉침, 키홀 불안정성.
- 재료공학:여기에는 AM을 위한 금속 합금 설계가 포함됩니다. 마이크로 역학 시뮬레이션 결정립 방향과 상 특성을 이해하기 위해. 고급 열-기계 시뮬레이션을 통해 용융 풀, 미융착 분말, 상 변형, 결정립 형태 등의 미세 구조 특성을 예측할 수 있습니다.
- 프로세스 윈도우 최적화:최적화 엔진(예: 흐름-3D (x), 광대한 매개변수 공간을 탐색하여 조합을 찾는 데 사용됩니다. 부품 품질을 저하시키지 않고 더 빠른 생산.
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Conclusion: What We Wanted to Say, What We Said, and What We Learned
이 기사에서는 핵심 아이디어를 살펴보았습니다. 적층 제조 시뮬레이션 그리고 이것이 현대 엔지니어링 워크플로우의 핵심 요소가 된 이유도 여기에 있습니다. 먼저 시뮬레이션이 엔지니어가 프린팅 전에 변형, 잔류 응력 및 기타 중요한 문제를 예측하는 데 어떻게 도움이 되는지 설명했습니다. 이 간단한 단계는 비용을 절감하고, 낭비를 방지하며, 개발 속도를 높여줍니다.
우리가 전하고 싶었던 것
우리는 그것을 보여주고 싶었습니다 3D 프린팅 시뮬레이션 복잡하거나 고부가가치 부품을 다루는 모든 사람에게 유용할 뿐만 아니라 필수적입니다. 시뮬레이션을 통해 공정 동작을 조기에 파악할 수 있습니다. 또한 실제 인쇄에 들어가기 전에 레이저 출력, 스캔 전략 또는 레이어 두께를 자유롭게 조정할 수 있습니다.
이 기사 전체에서 우리는 두 가지 중요한 전략에 초점을 맞췄습니다. 적층 제조 시뮬레이션 소프트웨어.
먼저, 완전히 결합된 열-기계적 접근법에 대해 논의했습니다. 이 접근법은 정확하지만 속도가 느리고 비용이 많이 듭니다.
그 후, 고유 변형률법을 도입했습니다. 이 방법은 강력한 예측력을 유지하면서도 프로세스를 간소화합니다. 미시적 시뮬레이션에서 변형률 값을 추출하여 거시적 모델에 계층적으로 적용합니다. 결과적으로 엔지니어는 훨씬 적은 계산량으로 신뢰할 수 있는 변형률 및 응력 예측을 얻을 수 있습니다.
우리가 배운 것
마지막으로, 고유 변형률 계산법이 정확도와 속도 사이에서 효과적인 균형을 제공한다는 것을 알게 되었습니다. 이 방법을 통해 엔지니어는 더 큰 부품을 실제적인 방식으로 시뮬레이션할 수 있습니다. Abaqus와 AM 플러그인과 같은 도구를 사용하면 워크플로가 더욱 원활해집니다.
가장 중요한 것은 우리가 그것을 발견했다는 것입니다. 적층 제조 시뮬레이션 올바른 방법과 소프트웨어 도구의 지원을 받으면 접근성이 뛰어나고 강력할 수 있습니다.
마지막 생각
이 분야가 성장함에 따라 시뮬레이션은 재료 사용 최적화, 표면 품질 개선, 부품 신뢰성 보장에 있어 더욱 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 적절한 적층 제조 시뮬레이션 소프트웨어, 추측에서 벗어나 확신에 찬 데이터 기반 설계로 전환할 수 있습니다. 또한 고유 변형률 방법(Inherent Strain Method)과 같은 효율적인 접근 방식을 사용하면 고충실도 예측이 더 쉽고 빠르며 훨씬 더 실용적이 됩니다.
자원
https://www.3ds.com/products/simulia/additive-manufacturing-simulation
https://altair.com/additive-manufacturing
https://hexagon.com/products/simufact-additive
https://www.flow3d.com/products/flow3d-am/
https://www.ansys.com/products/additive
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