¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

7 но€бр€ 2019

ќбзор инструментов платформы 3DEXPERIENCE дл€ полного цикла аддитивного производства

јлексей —иверский, »ван Ћебедев

јлексей —иверский »ван Ћебедев

јвторы Ц сотрудники компании IGA Technologies:
јлексей —иверский Ц руководитель направлени€ CAE, »ван Ћебедев Ц ведущий инженер-консультант по CAD.

IGA Technologies Ц российска€ IT-компани€, ключевой технический и бизнес-партнер Dassault Systèmes в –оссии и —Ќ√.  омпани€ авторизована на продажу, техническое сопровождение и оказание консультационно-сервисных услуг по развертыванию, настройке, внедрению и технической поддержке полного портфолио продуктов Dassault Systèmеs Ц платформы 3DEXPERIENCE, CATIA, DELMIA, SIMULIA.

Ќовые методы проектировани€ и производства открывают производител€м новые возможности. Ќапример, аддитивные технологии позвол€ют справл€тьс€ с небольшими заказами на детали сложной геометрии и получать прочные и легкие конструкции, упрощать сборки и использовать новые материалы. ќднако новые технологии принесли с собой и новые вызовы.

–еалии аддитивного производства таковы, что дл€ отработки процесса производители вынуждены печатать опытные образцы Ц физические прототипы издели€, что, учитыва€ высокую стоимость порошка и длительность печати, становитс€ экономически невыгодным. ѕосле того как прототип напечатан и проанализирован, внос€тс€ изменени€ в геометрию издели€, расположение издели€ на платформе дл€ 3D-печати, конфигурацию структур поддержек, настройки принтера и т. д. ƒо получени€ нужного результата этот процесс может повтор€тьс€ множество раз. ¬ подобных услови€х проектирование и производство издели€ занимает мес€цы, в редких случа€х недели. ¬ св€зи с этим производители посто€нно ищут способы сократить продолжительность производственного цикла.

ѕри производстве деталей методом аддитивных технологий весь процесс создани€ детали от порошка до рабочего издели€ можно разбить на 4 этапа: проектирование и топологическа€ оптимизаци€ детали, планирование процесса печати, виртуальные испытани€ и обратна€ компенсаци€ формы. ќбычно каждый из перечисленных этапов выполн€етс€ в отдельном программном обеспечении и имеет свою модель дл€ работы. ƒанные передаютс€ от инженера к инженеру с помощью универсальных форматов файлов STEP и STL, но в процессе тер€етс€ часть данных, становитс€ сложно управл€ть верси€ми.

аддитивное производство

ѕриложени€ платформы 3DEXPERIENCE дл€ цифрового аддитивного производства

Dassault Systèmes предлагает решение PRINT TO PERFORM, которое представл€ет собой набор интегрированных приложений дл€ полного цикла цифрового аддитивного производства на платформе 3DEXPERIENCE. ¬ составе решени€ есть инструменты дл€ проектировани€, математических расчетов и планировани€ производства.

ѕреимущество платформы 3DEXPERIENCE Ц наличие одной модели данных дл€ всех доменов. Ёто значительно упрощает организацию совместной работы над проектом. ѕри продвижении издели€ по всем этапам жизненного цикла от отдела к отделу, модель остаЄтс€ неизменной, вс€ работа происходит внутри единого цифрового пространства Ц платформы. “аким образом экономитс€ врем€ на организацию работы над проектом и передачу/конвертацию данных.

–абота в платформе 3DEXPERIENCE основана на системе ролей. ¬ процессе проектировани€ и производства детали участвуют такие специалисты, как инженер-конструктор, инженер-технолог, расчетчик, материаловед, оператор 3D принтера. ƒл€ каждого из них в платформе 3DEXPERIENCE предусмотрен свой набор специализированных инструментов. “акой набор функций и называетс€ ролью.

√лавное преимущество платформы Ц глубока€ интеграци€ инструментов дл€ проведени€ виртуальных симул€ций физических объектов и процессов. »нструменты помогают смоделировать технологический процесс на виртуальном агрегате до начала реальной печати. ¬иртуальна€ печать позвол€ет определить потенциальные источники проблем Ц растрескивани€ из-за остаточных напр€жений, деформацию детали, столкновение детали и жЄсткого лезви€ рекоатера Ц и внести исправлени€.

ѕредлагаем обзор инструментов платформы 3DEXPERIENCE дл€ полного цикла аддитивного производства на примере издели€ дл€ авиационной промышленности.

ѕроектирование и топологическа€ оптимизаци€ Ц CATIA

“опологическа€ оптимизаци€ Ц это метод автоматизированного проектировани€, который позвол€ет подбирать заполненность проектного пространства материалом с учетом заданных целевых показателей, например жесткости, массы, напр€жени€, значени€ собственных частот. „аще всего данный этап применим дл€ существующих деталей, характеристики которых необходимо улучшить, но нередки случаи, когда вновь проектируема€ деталь создаетс€ по традиционным методикам проектировани€, а затем подвергаетс€ топологической оптимизации.

¬ платформе за топологическую оптимизацию отвечает роль Functional Generative Designer. »нструмент мен€ет подход к топологической оптимизации от простой проверки на удовлетворение заданным требовани€м к поиску действительно лучшего решени€ из множества возможных.  онструктор вводит требовани€, а алгоритм создает множество вариантов концепции дизайна. —озданные прототипы проход€т прочностной расчет и сравниваютс€ по ключевым показател€м (KPI), после чего создаетс€ детальный параметрический дизайн выбранного прототипа. ѕри этом проектирование и оптимизаци€ издели€ осуществл€етс€ с учетом свойств материала и технологии изготовлени€.

аддитивное производство

÷ель оптимизации Ц снижение массы издели€ до 0.45 кг при условии минимизации податливости под действием нагрузок в трех рабочих режимах

¬ыбранными KPI могут быть минимизаци€ податливости и минимизаци€ массы. ¬ качестве ограничений можно использовать: собственные частоты, перемещени€, напр€жени€ в детали, силы реакции опоры и расположение центра масс.  роме всего прочего, можно задать минимальную толщину стенок модели, симметрии в детали и тип производства.

–езультатом топологической оптимизации €вл€етс€ фасетное тело, которое предстоит превратить в твердотельную модель с помощью реверс инжиниринга. “аким образом уже на данном этапе можно провести первичный анализ детали на сервисные нагрузки. » далее, опира€сь на KPI, выбрать лучшую концепцию.

аддитивное производство

√лавное преимущество FGD Ч совмещение инструмента дл€ генерации параметрической геометрии детали и расчетного модул€.

ƒалее модель должна быть сглажена и доработана. Ѕлагодар€ возможност€м работы CATIA со сложными поверхност€ми данный процесс становитс€ простым и быстрым.

аддитивное производство

ѕланирование процесса печати Ц DELMIA

ѕереходим к подготовке процесса печати. Ётот этап включает в себ€ поиск оптимальной ориентации детали или нескольких деталей на столе дл€ печати, построение структур поддержек, генерацию слоев печати и траектории движени€ лазерного луча или другого инструмента. ¬ платформе 3DEXPERIENCE дл€ этого используетс€ роль Additive Manufacturing Programmer. ѕроцесс может происходить с повторным использованием правил. Ќастройки определенного принтера могут быть сохранены и использованы повторно.
–аскладка деталей
–асположение деталей на столе выполн€етс€ автоматически. ƒл€ ориентации детали есть инструменты геометрической оптимизации. ћожно либо минимизировать поддерживаемую область, либо минимизировать объем структуры поддержки. –асположение деталей в области печати может свести к минимуму использование геометрии поддержки, благодар€ чему можно уменьшить необходимую постобработку деталей.
√енераци€ поддержек

аддитивное производство

¬ DELMIA можно генерировать различные опорные структуры из проволоки, древовидного типа или объема. ¬ажно, что поддержки основаны на твердотельной геометрии, что €вл€етс€ уникальным. ѕри изменении геометрии детали поддержки будут мен€тьс€ автоматически.

ѕосле того как детали вложены в сборочный лоток, пути нарезки и сканировани€ создаютс€ на основе параметров процесса Ц мощности лазера, угла штриховки, скорости сканировани€. ƒалее параметры можно отправить на принтер или использовать в качестве входных данных дл€ следующего этапа Ц моделировани€ процесса печати.

ћоделирование процесса печати Ц SIMULIA

аддитивное производство

–оль Additive Manufacturing Researcher позвол€ет провести виртуальные испытани€ на ранних стади€х разработки продукта, вы€вить и исправить ошибки построени€ и расположени€ детали до начала физической печати детали и предотвратить дорогосто€щие неудачные попытки синтеза. Ёто значительно ускор€ет процесс аддитивного производства.

ѕод простым интерфейсом находитс€ мощна€ среда моделировани€, €дром которой €вл€етс€ решатель Abaqus. —реда позвол€ет выполн€ть несколько уровней моделировани€:

  • предсказать возможные деформации издели€;
  • оценить вли€ние окружающего порошка на процесс остывани€ детали;
  • предсказать пересечени€ детали с жЄстким лезвием рекоатера в процессе печати;
  • смоделировать постобработку Ц удаление издели€ с платформы дл€ печати и термообработка;
  • выполнить прочностной расчет детали на эксплуатационные нагрузки с учетом остаточных напр€жений, возникших в процессе печати.

ѕреимущество модул€ состоит в простоте интерфейса. ¬ SIMULIA могут работать не только расчетчики, но и конструкторы.

ќбратна€ оптимизаци€ формы Ц CATIA

аддитивное производство

ќбратна€ оптимизаци€ формы Ц заключительный этап перед натурным выращиванием, который можно использовать дл€ компенсации формы. –оль Reverse Shape Optimizer преобразует объект —јѕ–, использу€ данные облака точек.

ѕечать отрицательно скомпенсированной геометрии приводит к снижению искажений при сборке. “аким образом можно итеративно выполн€ть моделирование процессов на геометрии с отрицательной компенсацией до тех пор, пока прогнозируемые искажени€ при построении не окажутс€ в допустимых пределах.

— помощью инструментов CATIA мы можем добитьс€ того, что физически синтезированна€ деталь будет иметь минимальные отклонени€ от формы. ¬се это можно симулировать виртуально, без печати прототипов.

аддитивное производство


ѕодвод€ итог, мы утверждаем, что платформенный подход может значительно сократить производственный цикл за счет:

  • удобной организации совместной работы над проектом;
  • проектировани€ с учетом производственных ограничений и требований;
  • создани€ правил и их многократного применени€ на каждом этапе процесса;
  • моделировани€ процесса на виртуальном принтере до начала печати;
  • оптимизации использовани€ модельного лотка.


”знайте больше о платформе 3DEXPERIENCE дл€ отрасли аддитивных технологий на сайте https://digitalam.ru/



¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

-->

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: ÷ифровой тройник
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2019 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.