e-Xstream engineering permite producătorilor să evalueze costul de producție al imprimării 3D pentru compozite

25 ianuarie 2021

e-Xstream engineering, parte a Hexagon, divizia Manufacturing Intelligence, a introdus astăzi noi capacități de simulare și fabricație virtuală care permit utilizatorilor să analizeze costul de producție a pieselor de fabricație aditivă pe bază de polimeri comparativ cu procesele convenționale și să își îmbunătățească permanent procesele de inginerie virtuală prin validarea microstructurii compozitului cu scanări CT ale pieselor fabricate.

Fabricația aditivă cu compoziți câștigă teren pe piață datorită capacității sale de a automatiza crearea de componente mai rezistente și mai ușoare decât procesele de prelucrare a metalelor și de a proiecta performanța (de ex. cu polimer armat permanent cu fibră) materialului de bază. Cel mai recent software Digimat permite companiilor să simuleze procesul de imprimare 3D și să calculeze costul total de producere al fiecărei piese, inclusiv utilizarea materialului, timpul de lucru al angajaților, energia și etapele necesare pentru post-procesare. 

Folosind acest nou instrument, un inginer poate avea o imagine de ansamblu a proceselor de producție și finisare a pieselor pentru a determina cel mai bun flux de prelucrare pentru producție. În mod esențial, poate fi utilizat și pentru a efectua optimizări de lot pentru a imprima cât mai multe piese în paralel, îmbunătățind capacitatea de producție și reducând timpul de execuție. Poate fi folosit și la planificarea producției, pentru a lua în considerare costul total de întreținere a mașinilor și pentru a amortiza aceste costuri la volumele de producție estimate. Aceste informații pot fi vizualizate de utilizator prin schițe și grafice, astfel încât defalcarea costurilor să poată fi ușor analizată pentru diferite scenarii.

Se estimează că cererea la nivel mondial de imprimare 3D pentru compozite va crește la 1,7 miliarde de dolari până în 2030, dar până în prezent aplicațiile au fost limitate datorită problemelor tehnice. Cum orientarea fibrelor se schimbă în diferite zone ale piesei, acest lucru are un efect semnificativ asupra performanței mecanice. Cunoașterea acestor informații îi poate ajuta pe ingineri să remedieze problemele de calitate și să îmbunătățească semnificativ precizia performanțelor prevăzute. Acum, producătorii pot să scaneze CT o piesă și să importe imaginea 3D RAW în Digimat pentru a construi un model cu elementele finite al microstructurii bifazice (de ex. polimer armat cu fibră de carbon) și să modeleze comportamentul acesteia.  Prin încorporarea acestui model de material validat în instrumentele de Inginerie Asistată de Calculator (CAE), un inginer de proiectare poate efectua analize care să țină cont de variațiile dintr-o piesă fabricată pentru a reduce utilizarea de materiale sau pentru a evita punctele de defecțiune. 

Conectarea măsurătorilor fizice cu testarea virtuală îmbunătățește și precizia proceselor de Inginerie Computațională Integrată a Materialelor (ICME) atunci când este introdus un nou sistem de materiale. Performanța piesei poate fi comparată cu procesul simulat pentru a validare și certifica modelul de material. Totodată, validarea scanării CT îi susține pe profesioniștii de materiale care rafinează modelele de microstructură construite manual pentru a îmbunătăți precizia simulărilor viitoare.

Atunci când rafinează noi procese de fabricație, utilizatorii pot capta informații despre piesa, materialul, imprimanta 3D sau procesul utilizat și testele fizice aferente, în timpul lucrului cu sistemului de gestionare a ciclului de viață al materialului. Software-ul MaterialCenter al e-Xstream engineering captează o bază de date trasabilă, validată a acelor proprietăți materiale de încredere, astfel încât acestea să poată fi utilizate în etapa de proiectare a unui produs. Grație sistemului de gestionare a ciclului de viață al materialului, informațiile pot fi ușor documentate în cadrul echipelor multidisciplinare și partajate în întreaga organizație, captând cunoștințe valoroase pentru a fi reutilizate de către utilizatorii autorizați. 

Prezicerea comportamentului unui material al unei microstructuri scanate CT este un proces intens din punct de vedere al calculului; de exemplu, poate dura câteva zile pentru a analiza comportamentul complex, cum ar fi fluajul, folosind numai unitățile centrale de prelucrare (CPU). Prin optimizarea acestor procese pentru unitățile de procesare grafică (GPU-uri), unele sarcini pot fi acum efectuate interactiv de către inginer, deoarece rezultatele sunt obținute în decurs de câteva minute. Reperele indică faptul că timpul necesar pentru a analiza rigiditatea unui material este redus cu 98 %. Acest timp de rezolvare rapidă, combinat cu introducerea unei interfețe de linie de comandă, permite, de asemenea, utilizarea modelelor de elemente finite Digimat în fluxurile de lucru de optimizare pe bază de cloud automatizate la platforme de calcul de înaltă performanță.

La realizarea de structuri de înaltă performanță, cum ar fi componentele aerospațiale din compozite, modelul Analizei eșecurilor progresive (PFA) face posibilă definirea marjelor de siguranță pentru o structură și utilizarea în mod optim a materialelor și proceselor costisitoare. Ultima versiune Digimat efectuează aceste analize complexe ale modelului Camanho de două ori mai rapid, făcând posibilă realizarea unui studiu parametric pentru a defini toleranțele la defecte și pentru a maximiza randamentele de producție.

Aflați mai multe: www.e-xstream.com/products/digimat/whats-new-digimat-2021.1
About Hexagon | e-Xstream engineering
Hexagon is a global leader in sensor, software and autonomous solutions. We are putting data to work to boost efficiency, productivity, and quality across industrial, manufacturing, infrastructure, safety, and mobility applications.

Our technologies are shaping urban and production ecosystems to become increasingly connected and autonomous – ensuring a scalable, sustainable future.

e-Xstream engineering, part of Hexagon’s Manufacturing Intelligence division, provides Integrated Computational Materials Engineering (ICME) solutions to innovate and optimise product performance using the right materials and manufacturing process for the right application. Learn more at e-Xstream.com. Hexagon’s Manufacturing Intelligence division provides solutions that utilise data from design and engineering, production and metrology to make manufacturing smarter. 

Hexagon (Nasdaq Stockholm: HEXA B) has approximately 24,500 employees in 50 countries and net sales of approximately 5.4bn EUR. Learn more at hexagon.com and follow us @HexagonAB.
 

How can we help?

Do you have a media enquiry or are in need of a visionary speaker? We're glad to help!