Simulação: Abrindo a Porta para Melhorar a Fabricação de Aditivos

Um novo módulo de software Siemens NX para desenvolvimento e fabricação de produtos simula processos de fabricação de aditivos. Isto permite aos desenvolvedores de produtos otimizar o processo de fabricação virtualmente e imprimir um componente sem erros, sem superaquecimento localizado e sem dobra. A ideia e os algoritmos vêm de especialistas da Siemens Corporate Technology. A Siemens Digital Factory está agora a disponibilizar a versão beta do módulo a clientes selecionados e colegas da Siemens para testes.

 

por Fenna Bleyl

A fabricação aditiva de componentes metálicos, também conhecida como impressão 3D, ainda não funciona tão bem quanto os usuários gostariam. Atualmente, os engenheiros utilizam principalmente uma série de iterações para se aproximarem do processo ideal. Isto pode implicar variar os parâmetros de impressão, tais como velocidade ou potência do laser, até que o componente tenha as dimensões precisas e as qualidades materiais necessárias. Isto normalmente não acontece da primeira vez por causa do superaquecimento localizado, o que tem impacto direto no processo de fabricação ou torna o componente inutilizável.

Impressão perfeita?

Com isto em mente, Daniel Reznik, especialista em fabricação de aditivos na Siemens Corporate Technology (CT), está simulando o processo de fusão seletiva de laser (SLM). Juntamente com sua equipe de especialistas em processos e modelagem, desenvolveu algoritmos especializados para prever o superaquecimento e a deformação, abrindo assim a porta para a otimização do processo a nível virtual. "Isto nos leva muito mais perto do nosso objetivo de poder imprimir perfeitamente um produto que foi projetado usando CAD na primeira vez", comenta Reznik. Ao desenvolver o novo módulo de software NX, especialistas da área de negócios Digital Factory (DF) da Siemens implementaram os algoritmos do Reznik no NX, estruturaram a interface do usuário e criaram a versão beta do módulo que agora está sendo testada por empresas como Honeywell e Toolcraft, e pela Siemens Power Generation, Power Services, e Material Solutions.

Compensação para Warpage de Componentes

Omar Fergani, gerente de produto da DF, lembra: "Este foi um projeto muito ágil". Há cerca de um ano, tivemos discussões iniciais com nossos colegas da CT, e agora já estamos testando o projeto". Ele vê a consistência do novo módulo como particularmente importante: "O módulo oferece uma cadeia de dados digitais de ponta a ponta. Este nível de integração significa, por exemplo, que o usuário pode saltar para frente e para trás entre o projeto e a simulação do processo e compensar a deformação no componente, que é calculada com antecedência, logo na fase de projeto. O programa então adapta todos os detalhes necessários no sistema de controle de processo

"Construir simulação de processo para fabricação de aditivos é um dos componentes chave que nos permitirá alcançar estabilidade".

Dave Madeley, arquiteto do Programa de fabricação de aditivos DF, assistiu com interesse ao desenvolvimento do novo módulo. "Construir simulação de processo para fabricação de aditivos é um dos componentes chave que nos permitirá alcançar estabilidade e previsibilidade no que é um processo de fabricação desafiador". Vamos continuar a investir nesta área, empurrando a equipe conjunta DF / CT para construir sobre o trabalho já feito neste módulo. A perfeita integração entre a preparação para a impressão, simulação e correção de impressão impulsionará as vendas e a implementação destes processos industrializados em nossa base de clientes"

Rumo a gêmeos digitais mais precisos

Fergani já tem planos para as próximas versões do módulo. Ele está trabalhando com Reznik em medidas corretivas para superaquecimento e também está aplicando a cadeia de dados digitais end-to-end do módulo a outros processos de fabricação de aditivos como fabricação baseada em fio ou deposição dirigida de energia. Fergani também está trabalhando com a especialista em simulação Lucia Mirabella na CT em Princeton, Nova Jersey, em novas funcionalidades para melhorar o fluxo de trabalho do NX. Estas atividades são estrategicamente planejadas para desenvolver o gêmeo digital mais preciso do processo AM no mercado.

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