2024年12月3日,据资源库了解数字信息技术解决方案提供商Hexagon最近推出了一种全新的技术——“高级补偿”,旨在解决精密金属零件生产中的形变问题,减少试错和时间成本。这种方法结合了过程仿真和3D扫描补偿,通过利用先进的几何补偿技术,能够在打印过程中自动修正大型复杂金属零件的变形,从而使其达到预期的形状。
提升金属打印精度
激光粉末床熔融(LPBF)技术是当前常用的3D打印金属零件的方式,但由于涉及复杂的物理过程,这种技术在一些对精度要求极高的行业应用中存在不少挑战。特别是一些如机械制造、航空航天以及医疗假体等领域,这些行业对零件表面质量、重复性和尺寸精度有着严格的要求。然而,LPBF打印过程中产生的不一致性、缺陷以及尺寸偏差,往往会影响最终的零件质量,尤其是在这些高要求的领域中,任何轻微的偏差都可能无法接受。 为了应对这些问题,Hexagon公司基于过程仿真和基于计量的补偿技术推出的“高级补偿”方法,帮助用户在面对较薄的壁厚或困难材料时,依然实现高质量的打印。通过该方法,用户可以在保证表面轮廓精度的同时,将公差控制在98%-100%之间,并且可以在不牺牲打印速度的前提下,提高生产效率。
实践验证:精度提升,减少浪费
增材制造公司Additive Industries是率先采用这一技术的公司之一,他们在生产过程中取得了明显成效。该公司使用“高级补偿”方法成功打印出了一款不锈钢喷气发动机排气混合器,并实现了0.2毫米的精度,且只需要进行一次原型构建。 这款大型316L钢部件,其表面公差达到了+/-0.2毫米。相比以往的打印过程中零件自然变形超过3毫米的情况,且只需要一次试验打印便可完成高精度构建,显著减少了材料浪费和打印时间,同时将支撑结构降到了最低限度。
提供精准的预测与补偿
为确保这一补偿方法的有效性,Hexagon还结合了两款先进的软件工具。Simufact Additive软件可帮助用户通过准确的仿真预测变形和收缩,从而最大限度地减少打印过程中的试验次数。与此同时,VGSTUDIO MAX软件则提供了强大的计量功能和3D扫描分析,能够应对更加复杂的零件特征。通过扫描零件并获得其光学或CT扫描数据,VGSTUDIO MAX能够根据扫描数据测量出的偏差进行补偿,从而纠正局部的变形问题。 此外,VGSTUDIO MAX的操作非常简单,用户即使没有之前的计量经验,也能够轻松上手并获得理想的打印结果。
数据驱动的打印优化
Hexagon公司增材战略总监指出,仿真技术在打印复杂部件或批量生产中都能节省时间和成本。当仿真不足以解决所有问题时,用户可利用光学3D扫描捕捉缺陷并进行补偿,从而实现“第二次打印即成功”。
他补充道,这种数据驱动的方法能减少小批量生产的不确定性,并通过数字孪生技术扩展到大规模生产,不仅优化零件几何形状,还能根据机器参数和材料特性精准调整,确保零件性能和质量达标。该仿真模拟软件计划于2025 年第一季度向所有Simufact Additive用户发布。
结语
随着增材制造技术的不断发展,如何提高精度和生产效率,减少浪费,已成为业界关注的重点。Hexagon的“高级补偿”方法通过创新的仿真和补偿技术,为精密金属零件的生产提供了新的解决方案。它不仅为需要高精度的行业带来了更可靠的生产手段,也为大规模增材制造应用开辟了新的可能性。
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