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Suite de simulation 3DP Genoa d’Alphastar – ImpressionEn3D.com

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Suite de simulation Genoa 3DP d’Alphastar

Je regarde la suite de simulation GENOA 3DP d’AlphaSTAR, un outil d’aide à la production professionnelle de fabrication additive.

Je travaille dans la fabrication additive / impression 3D depuis plus de 12 ans, et je suis toujours constamment surpris par la complexité de la fabrication additive, et les défis qui en découlent pour les opérateurs d’équipement.

Cela est particulièrement évident dans les processus de fabrication additive à base de poudre tels que SLS, DLMS et EBM, où les caractéristiques environnementales peuvent nuire à l’obtention d’impressions réussies à moins que tous les facteurs ne soient précisément équilibrés.

Par exemple, dans les processus d’impression 3D métal, une chaleur énorme est appliquée lorsque les lasers frittent la fine poudre métallique. Cette chaleur est nettement plus élevée que celle de la poudre environnante, créant un gradient de chaleur plutôt important qui peut créer des forces dommageables au sein de l’impression. Dans de nombreux cas, ces forces peuvent provoquer des pièces déformées, des inexactitudes dimensionnelles et même des fissures, ce qui n’est pas bon.

Parfois, les défauts n’apparaissent qu’après la fin de l’impression; lorsque les structures de support sont coupées, les forces qui provoquent la déformation de la pièce sont brusquement relâchées. Comme vous pouvez le constater, c’est un sujet très complexe qui nécessite des compétences considérables pour s’y retrouver. C’est pourquoi de nombreuses opérations de fabrication additive métallique emploient une grande équipe d’ingénieurs, car ils doivent généralement déterminer ces effets et les résoudre.

Ce n’est plus un jeu où le simple fait de «faire quelque chose» suffit; Afin de fabriquer des pièces de qualité de production, des mesures extraordinaires doivent être prises pour garantir le succès de tous les travaux d’impression. Les pièces de production doivent toujours respecter les exigences de tolérance et être produites de manière constante avec cette qualité à chaque fois.

Avec l’accent croissant mis sur les pièces de production fabriquées à l’aide de la fabrication additive par l’industrie, il n’est pas surprenant qu’il y ait un besoin croissant de solutions de qualité d’impression et d’efficacité. La qualité des pièces est pour de nombreuses opérations, la préoccupation numéro un: si la pièce ne répond pas aux spécifications, les clients ne les accepteront pas.

Une approche pour ce faire est, évidemment, l’expérimentation par essais et erreurs. Il s’agit d’une méthode mise en œuvre par de nombreuses opérations de fabrication additive. Les essais et erreurs fonctionnent finalement, mais cela entraîne des coûts énormes. Les tentatives infructueuses font perdre du temps à la machine, du temps aux ingénieurs et bien sûr, de la poudre d’imprimante 3D, qui sont tous extrêmement précieux.

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Simulation de chambre thermique dans Genoa 3DP Simulation Suite [Source: Alphastar]

Une autre solution est l’idée de la simulation: dans un logiciel, simulez en détail tous les facteurs présents à chaque étape d’un travail d’impression. Cela permet à un opérateur d’ajuster les paramètres d’impression à des niveaux optimaux sans réellement imprimer, et peut réduire considérablement le gaspillage et les dépenses par rapport à d’autres approches.

La simulation est l’une des principales caractéristiques du produit GENOA 3DP d’AlphaSTAR. Leur logiciel utilise une approche multi-physique unique qui utilise des nanomécaniques, micro et macro pour générer des simulations détaillées de travaux d’impression 3D. L’approche multidimensionnelle de GENOA 3DP peut fournir une prédiction très précise de ce qui se passera dans la chambre de construction.

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Détection des points chauves dans la suite de simulation Genoa 3DP [Source: Alphastar]

GENOA3DP est une suite d’outils qui assiste chaque étape d’analyse d’un travail de fabrication additive. Cela commence par la caractérisation du matériau, où les propriétés telles que construites, y compris l’effet des défauts, du matériau sélectionné sont capturées et incorporées dans l’analyse. Ensuite, le module GENOA 3DP Path Coverage peut être appelé pour identifier les inefficacités de la géométrie et fournir un modèle optimisé.

GENOA 3DP analyse GCODE pour un travail d’impression donné pour extraire les paramètres d’impression, puis se met au travail en effectuant un processus de simulation multi-physique détaillé, couche par couche, impliquant à la fois le temps, la température et d’autres aspects.

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À gauche: revêtement de chambre de la NASA (Inconel 718). À droite: Visualisation 3D du pourcentage de points chauves calculé à partir d’AM SimQ [Source: Alphastar]

La simulation de GENOA 3DP peut prédire les vides, la forme du filet, les contraintes résiduelles, la croissance des fissures et d’autres anomalies pouvant survenir lors des opérations d’impression sur poudre, toutes pouvant entraîner un échec d’impression. Cela permet à un opérateur d’expérimenter des paramètres pour développer une combinaison probablement réussie avant de s’engager dans une impression physique réelle.

Il s’agit essentiellement d’une recréation virtuelle d’une version AM, y compris toutes les anomalies qui pourraient survenir. Les prédictions de défauts peuvent être interprétées par l’opérateur pour effectuer des ajustements pour la prochaine simulation, en entrant progressivement les paramètres pour la construction parfaite.

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Il convient de noter que le logiciel reconnaît la sensibilité de chaque réglage de paramètre par rapport aux résultats de construction et peut être utilisé avec les techniques d’optimisation de conception d’expériences (DOE) pour identifier les réglages de paramètres optimaux qui réduisent ou éliminent les phénomènes indésirables.

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Capture d’écran de Genoa 3DP Simulation Suite [Source: Alphastar]

Je ne suis pas certain du prix d’AlphaSTAR pour Genoa 3DP, mais il est très probable que les opérations de fabrication additive seront rentabilisées à court terme en évitant les échecs d’impression coûteux et en faisant gagner un temps précieux aux ingénieurs. Même un seul échec d’impression peut être extrêmement coûteux, donc les éviter nécessite une attention considérable, et éviter un grand nombre d’entre eux pourrait être très rentable.

AlphaSTAR explique les principales fonctionnalités de Genoa 3DP:

  • Prend en charge les systèmes de poudre métallique et de matériau polymère – bases de données de matériaux validées pour les métaux / polymères / céramiques

  • Prédit les propriétés mécaniques avec des vides et des anomalies à des températures ambiantes et élevées

  • Évalue la sensibilité des matériaux et des paramètres de processus à optimiser pour améliorer le processus de fabrication

  • Qualification en service de la pièce imprimée, effet des vides et des défauts sur la durée de vie, la résistance et la durabilité

  • Prédit les anomalies de fabrication (ex: contrainte résiduelle, gauchissement, zone affectée par la chaleur, délaminage, etc.)

  • Visualise / évalue la qualité du chemin de l’imprimante et met en évidence les zones chauves problématiques, visualisation des vides 2D / 3D

  • Modèle de diffusion de fluage pour prédire les anomalies locales, les vides et la rugosité de surface locale

  • Prédire la température transitoire et la phase / les états du matériau – Modèle d’ordre zéro pour l’analyse thermique (ZOM)

  • Prédire l’emplacement de la défaillance / du type de dommage et le pourcentage de contribution de chaque type de défaillance à la rupture

Il existe d’autres outils de simulation sur le marché, mais je doute qu’ils aient une suite de fonctions aussi complète que celle de GENOA 3DP. Si votre opération de fabrication additive implique de la poudre de métal, de thermoplastique ou de céramique, vous devez absolument regarder de près la suite de simulation GENOA 3DP d’AlphaSTAR.

Via AlphaSTAR

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