关于设计与制造的一体化,3D科学谷曾介绍欧特克通过从设计端衔接3D打印与机加工正在打通设计与制造衔接的最后一公里:3D打印技术与传统制造技术的设计折衷。
而除了这种可加工方面的一体化努力,软件公司与材料公司还在携手打造“First time right”的目标:通过仿真结合材料特征对增材制造过程进行模拟和零件性能预测,从而实现塑料3D打印领域更加可控的加工结果。本期,3D科学谷与谷友通过海克斯康旗下的复合材料和结构多尺度建模的仿真专家e-Xstream Engineering与全球性能工程热塑性解决方案供应商DSM的合作来体会材料、仿真、3D打印的交互作用及共同促进。
材料与仿真的结合带来简单、快速的精确建模塑料复合材料。
来源:DSM
对增强塑料部件的耐久性进行建模和预测非常复杂且具有挑战性。这就是为什么e-Xstream工程公司和DSM决定联合起来并共同努力在Digimat平台中使用新方法和工作流程的原因。
塑料金字塔。来源:3D科学谷(www.3dsciencevalley.com)
DSM的高性能热塑性解决方案和疲劳破坏机制的建模方法,以及e-Xstream的精确,便捷的仿真手段的结合,将使用户有机会在Digimat中快速迭代建模结果。通过预测增强塑料部件的耐久性及其他性能,用户免除了之前需要几个月的迭代过程,而仅仅需要几个小时,通过仿真手段减少试错过程,从而避免了数百次的反复测试所带来的时间、财力的浪费。
3D科学谷了解到,Digimat仿真的主要价值包括:使DSM的最终用户获得轻量化的产品,降低成本并缩短产品上市时间,同时减少材料测试和原型制作要求。
DSM在Digimat运行的材料包括:
Akulon®S223-HG,是一种聚酰胺66(尼龙66)材料,含有的填充物为50% 玻璃纤维增强材料。广泛用于汽车,电子和电气,家具和包装等领域。在模制零件中,该材料在宽广的温度范围和各种条件下提供了易于设计和加工的优异平衡,并具有出色的机械性能。
ForTii®Ace MX53T,是一种填充物为50%玻璃纤维增强且具有突破性的耐高温性能的PPA材料,适用于各种行业的苛刻结构应用,例如汽车行业中的外壳(EPS,致动器,传感器),支架和替代压铸铝的应用场合。该等级具有极高的耐化学性,适用于在高温下需要高机械性能的应用。ForTii Ace MX53T可在-35°C至150°C的温度范围内保持极其坚固的零件性能。
而在3D打印方面,目前主要包括如下四款材料:
NOVAMID ® ID 1030,高质量的聚酰胺6 /聚酰胺66,其独特的性能使在刚度,弹性模量和抗冲击性能之间获得了良好的平衡。Novamid®ID1030易于3D打印,零件具有出色的夹层强度和高表面质量。
Novamid ID 1030 -CF10,一种10%碳纤维增强的聚酰胺6 / 聚酰胺66灯丝,设计用于3D打印功能性原型和工业零件。其出色的机械性能和光滑的表面使其适合需要在高温(HDT高达180°C)或坚固的机械性能的各种应用,在轻量化应用场景中占有一席之地。
Novamid ID 1070,一种高级聚酰胺6,由于独特的共聚物技术而具有非常好的机械性能。该技术由于具有高结晶度和极高的中间层强度,可满足制造坚固耐用的零件的要求。
Arnite的® ID 3040,Arnitel 功能极其丰富的高性能材料,具有耐冲击性与优异的加工特性。Arnite ID 3040的熔点为255°C,非常适合广泛的汽车,电气和电子消费品应用。
增材制造正在迅速从原型发展为主流制造。最重要的推动因素之一是能够预测3D打印零件的性能。DSM通过与e-Xstream Engineering的合作,可以设计和预测所需性能的可靠零件。正如视频说提到的,
“Simulation tools enable better materials”,所以说另一方面,DSM也是仿真的直接受益者,通过仿真的结果反馈,进一步提升材料开发能力。
材料的数字孪生结合3D打印过程仿真实现对零件性能的预测。这是一个不断进行数字与结果的反馈,仿真能力优化的过程。材料、仿真、3D打印的交互作用及共同促进的最终受益者,是整个3D打印行业。
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