e-Xstream engineering, üreticilerin kompozit 3B baskı üretim maliyetini hesaba katmalarına olanak veriyor

25 Ocak 2021

Hexagon’un Manufacturing Intelligence bölümünün çatısı altında faaliyet gösteren e-Xstream engineering, kullanıcıların polimer bazlı eklemeli imalat parçalarının üretim maliyetini geleneksel proseslere göre analiz etmelerine ve kompozitin mikroyapısını imal edilen parçaların BT taramalarıyla doğrulayarak sanal mühendislik proseslerini sürekli iyileştirmelerine olanak veren yeni simülasyon ve sanal üretim özelliklerini tanıttı.

Kompozitlerle eklemeli imalat, metal proseslerinden daha güçlü ve daha hafif bileşenlerin oluşturulmasını otomatikleştirme ve altta yatan malzemenin performansını (ör. kesintisiz fiber takviyeli polimerle) amaca göre düzenleme becerisi sayesinde pazarda büyük ilgi çekiyor. En yeni Digimat yazılımı, şirketlerin 3B baskı proseslerini simüle etmelerine ve malzeme kullanımı, çalışan süresi, enerji ve gereken proses sonrası adımlar dahil olmak üzere her bir parçanın üretimiyle ilgili toplam maliyeti hesaplamalarına olanak veriyor. 

Bu yeni aracı kullanan bir mühendis, üretim için en iyi proses zincirini belirlemek üzere parça üretimine ve son işlemlere dair bütüncül bir bakış açısına sahip olabiliyor. Daha da önemlisi, bu araç paralel bir şekilde mümkün olduğunca fazla parça baskısı yapabilmek amacıyla toplu optimizasyonları gerçekleştirmek için de kullanılabiliyor, böylece üretim kapasitesini artırırken teslim süresini kısaltıyor. Ayrıca, makinelerin toplam sahip olma maliyetini değerlendirmek ve bu maliyetleri öngörülen üretim hacimleri üzerinden amorti etmek için üretim planlamasında da kullanılabiliyor. Çizimler ve pasta grafikleri aracılığıyla bu bilgiler kullanıcı için görselleştiriliyor, bu sayede maliyet dökümü farklı senaryolar için kolayca analiz edilebiliyor.

Teknik zorluklar nedeniyle bugüne kadar yapılan uygulamalar kısıtlı olsa da, kompozit 3B baskı için küresel talebin 2030 yılına dek 1,7 milyar dolara ulaşacağı tahmin ediliyor. Fiber oryantasyonu parçanın farklı bölümlerinde değiştiği için bu durum mekanik performans üzerinde önemli bir etkiye sahip. Bu bilgiye sahip olmak, mühendislerin kalite sorunlarını ortadan kaldırmalarına yardımcı olabilir ve performans tahminlerinin doğruluğunu önemli ölçüde artırabilir. İmalatçılar artık bir parçaya BT Taraması yapıp 3D RAW görseli içe aktararak Digimat’ta iki fazlı mikroyapısının (ör. karbon fiber takviyeli polimer) sonlu eleman modelini oluşturabilir ve davranışını modelleyebilirler.  Bu doğrulanmış malzeme modelini Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE) araçlarında kullanan bir tasarım mühendisi, imal edilen bir parçadaki varyasyonları hesaba katan analizler gerçekleştirerek malzeme kullanımını azaltabilir ya da hata noktalarından kaçınabilir. 

Fiziksel ölçüm ve sanal testlerin birbirine bağlanması, yeni bir malzeme sistemi kullanılmaya başlandığında Entegre Hesaplamalı Malzeme Mühendisliği (ICME) süreçlerinin doğruluğunu da artırır. Malzeme modelini doğrulamak ve onaylamak için parça performansı ve simüle edilen proses karşılaştırılabilir. BT taramasıyla doğrulama, malzeme uzmanlarının manuel olarak oluşturdukları mikroyapı modellerini geliştirmelerine de yardımcı olarak gelecekteki simülasyonların doğruluğunu artırabilir.

Yeni imalat prosesleri geliştirirken kullanıcılar malzeme yaşam döngüsü yönetimini kullanarak parça, malzeme, 3B baskı makinesi veya proses ve fiziksel testler hakkında bilgi edinebilirler. e-Xstream engineering’in MaterialCenter yazılımı, bir ürünün tasarım aşamasında kullanılmak üzere bu güvenilir malzeme özelliklerinden oluşan takip edilebilir, doğrulanmış veri tabanını kaydeder. Malzeme yaşam döngüsü yönetimi kullanılarak bilgiler farklı disiplinlerdeki ekiplerde kolayca belgelendirilebilir ve yetkili kullanıcılar tarafından yeniden kullanılacak değerli bilgiler organizasyon genelinde paylaşılabilir. 

BT taramasından geçmiş bir mikroyapının malzeme davranışının tahmin edilmesi, hesaplamalar açısından yoğun bir işlemdir. Örneğin, yalnızca Merkezi İşlem Biriminin (CPU) hesaplamalarını kullanarak sürünme gibi karmaşık davranışların analiz edilmesi günler sürebilir. Bu prosesler Grafik İşlem Birimleri (GPU’lar) için optimize edildiğinde sonuçlar dakikalar içerisinde alınabildiği için bazı görevler mühendis tarafından interaktif bir biçimde gerçekleştirilebilir. Karşılaştırmalı değerlendirmeler, bir malzemenin sertliğini analiz etmek için ihtiyaç duyulan sürenin %98 oranında kısaldığını gösteriyor. Bu hızlı çözüm süresi, komut satırı arayüzünün de kullanılmasıyla birlikte yüksek performanslı bilgi işlem platformları üzerindeki otomatik bulut tabanlı optimizasyon iş akışlarında Digimat sonlu eleman modellerinin kullanımına imkan tanıyor.

Kompozitlerden hava aracı bileşenleri gibi yüksek performanslı yapılar üretilirken İlerlemeli Hasar Analizi (PFA) modeli bir yapı için emniyet paylarının tanımlanmasına ve pahalı malzemeler ve proseslerin optimum şekilde kullanılmasına olanak veriyor. Digimat’ın en yeni sürümü, bu karmaşık Camanho modeli analizleri iki kat daha hızlı gerçekleştiriyor ve böylece kusur toleranslarının tanımlanması ve üretim verimlerinin maksimuma çıkarılması için parametrik çalışma yapılmasına imkan tanıyor.

Daha fazla bilgi için 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 24,000 employees in 50 countries and net sales of approximately 5.2bn 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!