MTC构建一个模拟应用程序以优化3D打印

3D打印已成为许多行业中一种受欢迎的制造技术。对这种制造方法的需求不断增长，促使其流程后面的更多模拟研究。制造技术中心（MTC）的工程师已经确定了客户对特定的增材制造技术的兴趣，称为形状金属沉积。通过构建模拟应用程序，团队可以更好地满足客户的需求，同时提供更高效，有效的仿真结果。

应用推动模拟的力量

设计师和制造商通常有兴趣测试各种设计方案以创建最优化的设备或过程。作为仿真专家，您经常会发现自己正在运行多个测试来计算每个新设计。但是，应用程序构建器彻底改变了这一过程。通过将模型变成模拟应用程序，您可以启用没有模拟背景的那些人来运行自己的测试并单击按钮获得结果。

设计应用程序时，您可以选择仅包括那些对最终用户特定分析很重要的参数，从而隐藏了模型的复杂性，同时仍包括所有基础物理学。由于对设计进行了修改，因此应用程序用户可以更改特定的输入，以模拟新配置的性能。结果：更有效的仿真过程，使工程师可以专注于设计结果，而不是模型背后的物理。

在过去的几周中，我们在博客上介绍了一些自己的演示应用程序，这些应用程序旨在帮助您开始制作应用程序。今天，我们将与您分享MTC的团队如何构建自己的应用程序来分析和优化形状的金属沉积（SMD），一种增材制造（3D打印）技术。首先，让我们探索促使该应用程序开发的原因。

创建模拟应用程序背后的MTC团队。

对3D打印的兴趣日益兴趣

3D印刷行业在最近几年。随着新计划进一步开发了这项技术，3D打印已成为一种为医疗设备，汽车和服装制造组件制造组件的好方法，仅举几例。

在MTC最近已成为英国国家净形状和添加剂制造中心的所在地，模拟工程师认识到其客户对增材制造的兴趣，特别是对形状金属沉积的疑问。与基于粉末的添加剂制造技术相反，SMD因其能力在预先存在的组件上构建新功能以及在同一部分使用多种材料而受到重视。

与焊接类似，这种制造技术沉积了逐渐施加在表面上的大量熔融金属。在此过程中引起关注的原因是热膨胀熔融金属在冷却时会变形。因此，最终产品可能与预期结果不同。

由MTC团队创建的制成部分中温度加热的模拟。

六个沉积层后，制成部分的可见变形。

MTC的一个团队使用Comsol Multiphysics创建了一个模型，以通过最小化变形或更改设计来更好地预测设计的结果。为了回应这种制造技术的日益普及，MTC将其模型变成了一个模拟应用程序，该应用程序可以在其组织内的各个部门共享。

使用模拟应用优化形状的金属沉积

MTC构建的仿真应用基于对热应力和SMD热循环产生的变形的热机械分析。该应用程序旨在预测沉积过程是否会产生落在特定公差范围内的部分。在某些情况下，这可能需要在达到可接受的最终变形之前进行许多测试。借助该应用程序的直观和用户友好的界面，应用程序用户可以轻松地修改各种输入，以测试每个新设计并分析其性能。

MTC应用程序的用户界面。

在该应用程序中，MTC团队使用户能够轻松测试不同的几何形状，更改材料，应用网格序列以及对各种热源和沉积路径进行实验。该应用程序还包括两个预定义的参数几何形状，以及导入自定义几何形状的选项。

使用该应用程序运行模拟。该图代表温度场。

在comsol新闻2015年，MTC的工程师Borja Lazaro Toralles讨论了采用这种方法来分析和优化SMD的优势。Lazaro Toralles在文章中指出：“如果不是针对应用程序，我们的仿真专家将不得不测试我们要探索的每个项目，这将降低熟练资源的可用性。”

自开发以来，该应用程序已与MTC团队的其他成员共享，他们没有模拟专业知识。在整个组织中分发此易于使用的工具为团队成员提供了一种简单的方法来测试和验证设计，加快模拟过程并为客户提供更快的结果。此外，该应用程序向MTC工程师提供的可用性意味着他们能够对想要非常快速且价格低廉探索该添加剂技术使用的公司做出反应。

MTC前方的道路

MTC的团队已经开始对其仿真应用程序进行最新信息，进一步增强了其功能并为最终用户添加新资源。使用物理构建器，工程师已经开始设计定制的物理接口，该界面将实现更复杂的工具路径和熔体池的建模。该界面是根据其设计需求量身定制的，将为工程师提供更简单，更快的实现方法，而不太容易出错。

为了进一步提高应用程序的可用性，MTC计划通过应用程序构建器提供的卡片堆栈工具提供更多的上下文指导。为了提高准确性，他们计划增加在宏观水平上建模微结构的演变的能力，以预测受热影响的区域。

认识到构建仿真应用程序的优势，MTC希望创建其他应用程序来评估拓扑优化以及热等速度按压（HIP）的建模。他们也有兴趣潜在的链接comsol Server™借助自己的群集，提供一个安全的环境，用于管理，运行和共享模拟应用程序。对于那些没有高计算能力的公司，这将是特别有益的。

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