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西門子工業(yè)軟件作為增材制造業(yè)務(wù)的強(qiáng)有力參與者，在TCTAsia2019展覽會(huì)上面，推出全新的的端到短的AM工業(yè)化解決方案。西門子的端到端增材制造工業(yè)化解決方案，完全基于同一軟件工具，從產(chǎn)品創(chuàng)成式設(shè)計(jì)/收斂建模/性能驗(yàn)證/過程仿真等業(yè)務(wù)單元，提供市場(chǎng)上面獨(dú)特的解決方案。尤其是第一次在TCTAsia2019展覽上，推出了基于有限元熱固耦合計(jì)算方法的AM增材制造過程仿真工具，第一次將實(shí)際產(chǎn)品的增材制造過程，利用仿真軟件建立虛擬的AM打印過程，實(shí)現(xiàn)增材制造任務(wù)保證“第一次打印正確”。

增材制造打印過程仿真應(yīng)該是增材制造解決方案的重要一環(huán)，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否合理，優(yōu)化方案是否可以順利的進(jìn)行產(chǎn)品打印，在實(shí)際打印之前，都需要利用軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行過程仿真。通過模擬產(chǎn)品打印過程，從而發(fā)現(xiàn)物理打印過程是否發(fā)生一些明顯的產(chǎn)品缺陷，例如開裂/坍塌/局部過熱等打印工藝問題。對(duì)于這些實(shí)際的打印缺陷，如果過利用仿真軟件在電腦上面可以完整地再現(xiàn)產(chǎn)品打印過程，幫助工程師通過調(diào)整打印參數(shù)、打印策略、甚至打印支撐，結(jié)構(gòu)重新優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面工作，解決產(chǎn)品打印缺陷，提高打印稱功率。

TCTAsia2019展覽期間，恰逢西門子工業(yè)軟件Simcenter3D AM增材制造過程仿真產(chǎn)品新版本2019.1發(fā)布的關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)。與會(huì)期間，AM業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理Tom帶來了新產(chǎn)品的功能介紹以及未來版本的展望。在展覽期間，西門子工業(yè)軟件召開了增材制造過程仿真技術(shù)研討會(huì)，并且請(qǐng)來Toolcraft公司業(yè)務(wù)董事，現(xiàn)場(chǎng)介紹應(yīng)用西門子過程仿真軟件的實(shí)際情況，以及取得的經(jīng)濟(jì)效率介紹。

市場(chǎng)上AM增材制造仿真業(yè)務(wù)也存在很多的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，西門子自己作為AM增材制造的踐行者，不但自己應(yīng)用開發(fā)軟件，也在持續(xù)不斷地開發(fā)軟件。對(duì)于西門子的過程仿真軟件主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)就是將整個(gè)過程仿真工作流程化，方便用戶試用和評(píng)價(jià)。從固定平面模型開始，自動(dòng)產(chǎn)生打印支持結(jié)構(gòu)，到熱機(jī)耦合分析過程完全自動(dòng)化，用戶只需要按照軟件的流程，快速完成復(fù)雜的過程仿真工作。

過程仿真AM完全集成在NX平臺(tái)，可以將仿真結(jié)果直接映射到設(shè)計(jì)模型上面，實(shí)現(xiàn)模型的設(shè)計(jì)變形補(bǔ)償工作。幾何模型的補(bǔ)充完全自動(dòng)化，只需要按照用戶需要，就可以的考慮打印過程變形影響的模型數(shù)據(jù)。以此補(bǔ)充過的設(shè)計(jì)模型作為實(shí)際打印工作的輸入模型，最終打印的實(shí)物包括了打印過程的變形和溫度影響。

增材制造過程仿真，西門子工業(yè)軟件采用專利性的潛在應(yīng)變方法來計(jì)算宏觀結(jié)構(gòu)的打印過程仿真。首先利用微觀的試驗(yàn)樣本進(jìn)行打印，測(cè)試，從而矯正打印參數(shù)數(shù)據(jù)，然后利用宏觀的方法來分析打印過程仿真，提高仿真計(jì)算效率。潛在應(yīng)變方法可以保證仿真層不需要采用真實(shí)的粉末層，可以按照1-5mm進(jìn)行模型分層和仿真，并且可以保證仿真結(jié)果的精度

增材制造過程仿真的技術(shù)特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）        打印變形結(jié)果比較

增材制造過程仿真可以對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)應(yīng)力釋放和應(yīng)力恢復(fù)，能夠評(píng)價(jià)帶支撐結(jié)果的模型變形計(jì)算，也可以模擬去除支撐結(jié)果的模型變形。

2）        打印粉層干涉

對(duì)于固定平板打印過程來講，粉末層的干涉檢查也是必不可少的，對(duì)于過程仿真需要合理模擬。

3） 打印模型收縮線

對(duì)于AM過程仿真可以實(shí)際模擬最終產(chǎn)品的收縮線，該功能對(duì)于產(chǎn)品的實(shí)物打印過程，也是非常關(guān)心的，通過仿真軟件可以模擬產(chǎn)品的收縮線。

增材制造展覽TCTAisa2019作為西門子工業(yè)軟件第一次攜帶完整的端到端AM工業(yè)化過程解決方案參加展覽，提供所有從模型需求開始到實(shí)物打印的全部環(huán)節(jié)。統(tǒng)一的軟件界面，能夠幫助工程師實(shí)現(xiàn)完整的增材制造業(yè)務(wù)。

對(duì)于西門子的整體方案，用戶反應(yīng)非常積極，很多用戶直接希望能夠試用軟件，并且就增材制造過程仿真方面，愿意進(jìn)一步交流。對(duì)于西門子過程仿真解決方案需要進(jìn)一步了解或者未來對(duì)增材制造過程仿真的期望功能：

1）         定義企業(yè)用戶自己的材料模型數(shù)據(jù)

軟件本身提供材料庫的定義和應(yīng)用，包括支撐結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)驗(yàn)證。同時(shí)允許用戶自己獲取相關(guān)的材料數(shù)據(jù)，作為增材制造過程仿真的數(shù)據(jù)來源。

2）         過程仿真設(shè)計(jì)的計(jì)算資源較高，需要很長(zhǎng)的計(jì)算時(shí)間，如何提高仿真效率

目前版本需要用戶定義相關(guān)的環(huán)境變量，來幫助軟件開展并行計(jì)算；未來的軟件版本提供高級(jí)求解設(shè)置，能夠根據(jù)用戶的實(shí)際計(jì)算資源，提高過程仿真的效率

3）         對(duì)于打印過程產(chǎn)生的模型變形是否可以直接自動(dòng)修正設(shè)計(jì)模型

根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)劃，過程仿真提供自動(dòng)化的NXOPEN工具，能夠?qū)⑦^程變形量直接驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)模型，作為實(shí)物打印的數(shù)據(jù)輸入基礎(chǔ)，從而打印過程中考慮增材制造的各種因素的影響。

西門子工業(yè)軟件提供的端到端的解決方案，測(cè)試打破了目前市場(chǎng)為用戶提供的各種離散的解決方案。增材制造過程工藝仿真完全集成在NX設(shè)計(jì)平臺(tái)，能夠和NXCAM完全集成，通過過程仿真可以將AM增材制造的業(yè)務(wù)流程完全集成，解決以往不容易集成的問題。西門子工業(yè)的增材制造過程仿真，打破了以往多次試錯(cuò)的開發(fā)業(yè)務(wù)思路，利用軟件可以幫助增材制造縮短是錯(cuò)的流程，提前發(fā)現(xiàn)可能存在的打印問題，減少打印殘次品。

附注：

Simcenter 3D（以前叫NX CAE）是與NX CAD一體化的平臺(tái)，你既可以使用NX CAD/CAE一體化，用NX創(chuàng)建模型，用Simcenter 3D做CAE分析，當(dāng)然也可以只使用NX里面仿真部分（Simcenter 3D），CAD模型由其它任何CAD軟件創(chuàng)建，利用NX同步建模技術(shù)，Simcenter 3D可以真正能實(shí)現(xiàn)CAD模型的來源無關(guān)性，對(duì)于讀入的任何來源的CAD模型，可以編輯修改再參數(shù)化幾何特征，而且可以復(fù)制粘貼特征到新的幾何模型上，并能編輯特征尺寸和位置。在NX應(yīng)用菜單工具條上，點(diǎn)擊Pre/post 就進(jìn)入Simcenter 3D仿真場(chǎng)景。