Американское аддитивное производство PanX прошло верификацию с погрешностью 2–14%

Репортаж от Wedoany，Статья под названием «Прогнозирование остаточных напряжений на уровне деталей с помощью термомеханического моделирования аддитивного производства Ti-6Al-4V» была опубликована в Международном журнале передовых производственных технологий. В ней исследуется способность PanX прогнозировать термодинамическое и механическое поведение компонентов из Ti-6Al-4V, изготовленных методом лазерного порошкового сплавления.

Для PanOptimization это исследование подтверждает роль PanX в продвижении промышленного аддитивного производства от метода проб и ошибок к квалификации, сертификации и надежности производства на основе физических моделей.

Сооснователь и главный инженер PanOptimization Эрик Денлингер отметил, что промышленность, правительство и регулирующие органы все больше осознают: без надежных физических моделей аддитивное производство не сможет достичь полной промышленной зрелости. Если моделирование может быстро и точно прогнозировать результаты производства, оно способно выявлять и снижать риски до того, как материалы, машинное время и производственные планы окажутся под угрозой — именно на этом сосредоточена PanX.

Исследование, поддержанное AFRL, подтвердило прогнозирование термодинамических и механических симуляций PanX для экспериментальных результатов всего объема построения, содержащего несколько деталей. Исследование показало, что погрешность расчета PanX межслойных температур в процессе печати составляет от 2 до 14%, а также позволяет выявлять зоны риска образования трещин с помощью метода P-интеграла. Кроме того, PanX учитывает переменную геометрию и компоновку построения, поддерживая переносимость между различными геометриями, наборами параметров и компоновками. Эти эффекты всего объема построения имеют решающее значение для понимания результатов производства, поскольку между деталями, рыхлым порошком и платформой построения существуют тепловые и механические взаимодействия.

Денлингер упомянул, что точность моделирования должна быть верифицирована, чтобы его можно было применять и доверять ему. Измерение межслойных температур in situ во всем объеме построения является золотым стандартом тепловой верификации, и эта работа должна быть расширена для учета фактического подвода энергии и временных параметров работы оборудования. PanX уже способна интегрировать эти факторы, и внутренняя верификация показывает, что это критически важно для дальнейшего повышения точности. Способность PanX точно рассчитывать эти температуры является ее конкурентным преимуществом, позволяя оптимизировать временные параметры процесса, компенсировать деформации с жесткими допусками и т.д.

PanX использует метод многомасштабного моделирования — новый численный подход, объединяющий ряд результатов переходных решений. В исследовании отмечается, что PanX также может учитывать фактические временные параметры работы оборудования для каждого слоя и подвод энергии на каждый слой, ни один из которых не был включен в данное исследование. Это означает, что сообщенные погрешности теплового прогнозирования следует рассматривать как минимальный уровень, который может обеспечить PanX.

Для производителей в аэрокосмической, оборонной, энергетической, новой космической и других высокоценных областях применения аддитивного производства это исследование демонстрирует путь PanX к пониманию производственных рисков до вложения производственных ресурсов, помогая избежать высоких затрат, связанных с производственными сбоями и неудачной сертификацией. По мере того как металлическое аддитивное производство переходит на этап серийного выпуска, способность точно, быстро и с переносимыми физическими свойствами моделировать весь объем построения становится критически важной.