Por qué debería utilizar las tecnologías de simulación e impresión 3D juntas

Al comparar las técnicas de fabricación aditiva con sus predecesoras tradicionales, un desafío a anticipar son las diferencias contrastantes en las propiedades de los materiales. El gráfico de la izquierda proporciona una descripción general de los criterios de rendimiento y cómo se comparan la impresión 3D y CAE.

Cada técnica de impresión 3D produce un conjunto diferente de propiedades mecánicas y térmicas, así como cualidades de unión de capas que la distinguen de los componentes producidos mediante una herramienta de moldeo por inyección. Ya sea que el material sea termoplástico o termoestable, estas cualidades definirán su rango potencial de oportunidades de aplicación.

Tecnología de impresión FDM 3D y materiales populares

Modelado por deposición fundida Tecnología de impresión 3D tiene la ventaja particular de utilizar verdaderos termoplásticos. Esto proporciona a los ingenieros una variedad de materiales para seleccionar que actuarán de manera similar a los materiales de producción con los que están familiarizados. Materiales populares de FDM como el policarbonato y el nailon 12 se pueden utilizar para componentes de preproducción, sin embargo, la calidad en capas de la impresión 3D produce características anisotrópicas que diferencian cómo actúa la pieza durante un escenario de prueba.

Validación del rendimiento del diseño de forma virtual con tecnología de simulación

Aquí es donde la simulación nos ayuda a llenar algunos vacíos predictivos y evita que imprimamos malas ideas. Por supuesto, prefiero imprimir una mala idea que moldearla o moldearla con una herramienta blanda. La impresión 3D es rápida y los costos han bajado, pero detenerse para evaluar el desempeño de su diseño ayuda virtualmente a reducir los ciclos desperdiciados en la impresora y brinda más información sobre el desempeño en el campo.

Incluso cuando hemos trabajado piezas que están muy cerca de la calidad de producción, las pruebas virtuales tienen algunas ventajas distintas sobre las pruebas físicas. Específicamente, es un entorno perfecto sin "ruido" donde realmente podemos comparar manzanas con diseños de manzanas. Además, con la simulación, podemos visualizar cantidades como el flujo de fluidos o tensiones que son intrusivas o costosas de cuantificar físicamente.

Comparación de pruebas físicas y virtuales

Ahora podemos utilizar la impresión 3D para ayudar a visualizar los resultados del análisis. La simulación siempre ha sido una gran herramienta de visualización, pero ahora podemos "sentir" esos resultados y tenerlos en nuestras manos.

Uso de tecnologías de simulación e impresión 3D para optimizar el diseño

Dos de los avances más interesantes en CAE y la impresión 3D son herramientas para la optimización de formas. Es valioso ejecutar un solo estudio para un escenario de carga única. Ese valor aumenta en órdenes de magnitud cuando puede optimizar automáticamente en múltiples casos de uso o carga utilizando tecnología de simulación dentro de herramientas como solidThinking Inspire.

Flujo de trabajo de optimización con solidThinking Inspire

Las herramientas de optimización de topología han existido durante bastante tiempo y, en los primeros años, estaban limitadas debido a las limitaciones de forma de los métodos de fabricación típicos. Luego, estos códigos se volvieron más inteligentes para incluir disposiciones para las restricciones de fabricación para asegurarse de que el diseño optimizado sea factible.

Ahora que la impresión 3D se está convirtiendo en una opción de fabricación abre las puertas a formas que antes teníamos que "tirar". Al igual que los métodos de fabricación tradicionales, se deben considerar los efectos del proceso.

Flujo de trabajo de simulación de procesos de impresión 3D

Podríamos imprimir físicamente cientos de piezas utilizando diferentes rutas de construcción y configuraciones de proceso, pero eso pronto se vuelve prohibitivo en cuanto a costo y tiempo. Ahora se utilizan herramientas de simulación para tener en cuenta las variables de impresión, lo que permite a los ingenieros predecir los efectos del proceso de impresión 3D en la pieza final.