رفتن به نوشته‌ها

پرینت سه بعدی یک قطعه بند پایین دوچرخه بدون عیب

با انجام یک ارزیابی شبیه‌سازی اولین ساخت چاپ، ویژگی تشخیص کرنش بالا از شبیه‌سازی Ansys Additive نشان داده شد که با موفقیت نقشه‌برداری با وفاداری بالا را به مناطق بحرانی که در ساخت فیزیکی مشاهده و تأیید شده‌اند ارائه می‌دهد.

Aconity3D با Ansys Additive to 3D print یک قطعه بدون عیب و نقص در قسمت زیرین دوچرخه، که بخش های مختلف قاب دوچرخه را به هم متصل می کند، شریک می شود.
سیستم Aconity MIDI+ LPBF و راه اندازی اولیه ساخت برای چاپ بند پایین دوچرخه. اعتبار تصویر: Aconity GmbH.

برای حل این نقص لایه لایه شدن ساختار پشتیبانی، Ansys و Aconity3D با ادغام شبیه‌سازی‌های فرآیند تولید افزودنی در گردش کار تولید شریک شدند. شبیه‌سازی‌های Ansys Additive LPBF برای شناسایی سریع مناطق بحرانی و ارزیابی جهت‌گیری ساخت و استراتژی‌های پشتیبانی استفاده شد. ابزار نتیجه کرنش بالا شبیه‌سازی LPBF مناطق کرنش بحرانی را برجسته می‌کند، که مهندسان را قادر می‌سازد تا مناطقی از قطعه را که ممکن است در حین یا بعد از ساخت مستعد ایجاد ترک هستند را شناسایی کنند. بر اساس نتایج شبیه‌سازی، یک استراتژی بهینه برای چاپ اعتبار فیزیکی در یک سیستم Aconity MIDI+ LPBF اجرا شد.

در پردیس Brightlands Chemelot، یکی از چهار پردیس یک جامعه نوآوری باز واقع در استان لیمبورگ، هلند، طراحان، محققان و مهندسان برای ایجاد یک دوچرخه مسابقه کاملاً سه‌بعدی که با کارایی بالا و وزن سبک مطابقت دارد، همکاری کرده‌اند. و نیاز به سفارشی سازی – در حالی که همچنان دوام و استحکام زیادی برای شرایط جاده غیرقابل پیش بینی حفظ می شود. برای رسیدن به این هدف، آنها از مواد مختلف با کارایی بالا و فناوری‌های ساخت افزودنی برای ایجاد یک قاب دوچرخه سبک، بادوام و بسیار مناسب استفاده کردند.

Ti-6Al-4V به عنوان ماده چاپ انتخاب شد تا اطمینان حاصل شود که بند پایین دوچرخه طراحی شده به اندازه کافی قوی است تا شرایط سخت را تحمل کند و در عین حال سبک وزن باشد. این ماده به دلیل استحکام ویژه برتر خود شناخته شده است و به طور گسترده در کاربردهای هوافضا و پزشکی استفاده می شود.

پس از بررسی نتایج شبیه‌سازی، مناطق پر کرنش شناسایی‌شده با مکان‌هایی که در آن لایه‌برداری در طول ساخت واقعی رخ داده است، مطابقت داشت. این نواحی احتمالاً به‌عنوان مکان‌های آغازین لایه‌برداری عمل می‌کنند، که سپس به سرعت از طریق رابط مجاور بین قسمت پایینی و ساختارهای پشتیبانی پخش می‌شوند.

شبیه‌سازی Ansys Additive LPBF همان مناطق بحرانی را که در آن لایه‌برداری در ساختار فیزیکی با استفاده از ویژگی تشخیص کرنش بالا رخ داده است، ثبت می‌کند.
Aconity3D با Ansys Additive to 3D print یک قطعه بدون عیب و نقص در قسمت زیرین دوچرخه، که بخش های مختلف قاب دوچرخه را به هم متصل می کند، شریک می شود.
عیوب لایه لایه شدن در مناطق بحرانی در سطح مشترک بین قسمت انتهایی و سازه های پشتیبانی مشاهده شده است. اعتبار تصویر: Aconity GmbH.

تشخیص کرنش بالا Ansys Additive

بند پایینی که بخش‌های مختلف قاب دوچرخه را به هم متصل می‌کند، جزء مهمی در طراحی دوچرخه است. برای تولید این قطعه، Brightlands با آن کار کرد Aconity3D GmbH، تولید کننده ماشین آلات پیشرو در صنعت و ارائه دهنده راه حل تولید افزودنی برای چاپ سه بعدی لیزری فلزات، واقع در آخن، آلمان.

ابتدا، یک مدل ساختاری استاتیکی کرنش ذاتی برای شبیه‌سازی ساختار ساخت با جهت‌گیری‌های دقیق ساخت و سازه‌های پشتیبانی از ساخت معیوب استفاده شد. ویژگی کرنش بالا به بخش نتایج شبیه‌سازی اضافه شد تا مناطق بحرانی با تجمع کرنش بالا در طول فرآیند چاپ شناسایی شود.

بر اساس نتایج ساخت قبلی، AconityMIDI+ یک جزء عالی تولید کرد، حتی اگر کرنش بالا در رابط بین قطعه و ساپورت ها رخ داد و باعث لایه برداری شد. برای چاپ بهتر آن، مهندسان Aconity3D جهت گیری های ساخت را اصلاح کردند و ساختارهای پشتیبانی را در مناطق مهم تقویت کردند. به جای چاپ مستقیم بیلد بعدی، آنها با Ansys همکاری کردند تا یک شبیه‌سازی اولیه را با تشخیص کرنش بالا برای راه‌اندازی ساخت جدید انجام دهند. نتایج شبیه‌سازی نشان‌دهنده کاهش قابل‌توجهی در نواحی با کرنش بالا در امتداد رابط بین قسمت انتهایی تازه جهت‌یافته و ساختارهای پشتیبانی، در مقایسه با راه‌اندازی ساخت قبلی است.

موفقیت همکاری بین Ansys و Aconity3D باعث شده است تا پرینت بی‌نقص مولفه‌های پایینی را محقق کند. هنگامی که قطعه بر روی دوچرخه مسابقه مونتاژ شد، دوچرخه برای تست سواری گرفته شد – و عملکرد فوق العاده خوبی داشت.



منبع

از طریق ما با همه چیزهایی که در دنیای شگفت انگیز AM اتفاق می افتد به روز باشید لینکدین انجمن.

تعداد فزاینده‌ای از صنایع از تولید افزودنی برای تکمیل و جایگزینی فناوری‌های تولید سنتی استقبال می‌کنند. صنعت تجهیزات ورزشی سفارشی و پیشرفته – به ویژه صنعت دوچرخه – یکی از پذیرندگان نسبتاً جدید (مثلاً در مقایسه با هوافضا) این فناوری است. مطالعه موردی اخیر این است که از شبیه سازی افزودنی Ansys همکاری با Aconity3D برای چاپ یک قطعه بند پایین دوچرخه بدون نقص.

راه‌اندازی ساخت بند پایینی جدید با جهت‌گیری‌های ساخت اصلاح‌شده و ساختارهای پشتیبانی پیشرفته.

نتیجه

با توجه به اثرات انباشت کرنش بالا، لایه‌برداری‌های بحرانی در رابط‌های بین قسمت لول پایینی ساخته‌شده و ساختارهای پشتیبانی رخ می‌دهد. چنین لایه لایه شدن معمولاً زمانی رخ می دهد که کرنش در آن مکان از کشیدگی ماده بیشتر شود. در نتیجه، سازه‌های نگهدارنده قادر به محدود کردن مؤثر تغییر شکل‌های قسمت ساخته شده نیستند، که به طور بالقوه می‌تواند منجر به مشکلاتی با تلرانس‌های هندسی شود.

با تعبیه شبیه‌سازی‌های فرآیند در گردش کار ساخت Aconity3D، مهندسان فرآیند به راحتی می‌توانند جهت‌گیری‌های مختلف و استراتژی‌های پشتیبانی را در شبیه‌سازی ارزیابی و تایید کنند – قبل از ارسال فایل‌های ساخت به کف ماشین. بنابراین ادغام موفقیت آمیز شبیه سازی با کاهش تعداد پرینت های آزمایشی باعث افزایش کارایی و کاهش زمان و هزینه می شود.

Aconity3D با Ansys Additive to 3D print یک قطعه بدون عیب و نقص در قسمت زیرین دوچرخه، که بخش های مختلف قاب دوچرخه را به هم متصل می کند، شریک می شود.
تیغه پایین بدون عیب لایه لایه سازی با استفاده از جهت گیری ساخت و سازه های پشتیبانی جدید ساخته شده است. اعتبار تصویر: Aconity GmbH.
Aconity3D با Ansys Additive to 3D print یک قطعه بدون عیب و نقص در قسمت زیرین دوچرخه، که بخش های مختلف قاب دوچرخه را به هم متصل می کند، شریک می شود.
دوچرخه مسابقه پرینت سه بعدی Brightlands و بند پایین. اعتبار تصویر: پردیس کملوت برایتلندز.

یک دوچرخه کاملاً سه بعدی پرینت شده

در طول فرآیند چاپ، بند پایین دوچرخه مطابق شکل بالا جهت گیری شد و یک سری از ساختارهای پشتیبانی تولید شده در صورت نیاز استفاده شد. یک سیستم همجوشی بستر لیزری AconityMIDI+ (LPBF) برای انجام چاپ در Aconity3D GmbH استفاده شد. اگرچه قطعه دوچرخه نسبتاً خوب چاپ می شد، یک مشکل غیرمنتظره وجود داشت.

چالش های لایه برداری

گام بعدی شامل تقویت جهت ساخت و سازه های پشتیبانی برای جلوگیری از نقص لایه لایه شد. برای رسیدن به این هدف، مهندسان Aconity3D قبل از ادامه ساخت فیزیکی بعدی، با شبیه‌سازی Ansys Additive همکاری کردند.

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی