Применение ANSYS к 3D печати

Подписаться на 3Dtoday
dagov
Идет загрузка
Загрузка
09.08.17
1146
23
печатает на ZAV-MAX-PRO
3D-моделирование
25
В вопросах к предыдущему посту про ANSYS возник вопрос о том, можно ли как-то применить полученную информацию к 3D печати. Можно, и это успешно применяется многими предприятиями. Пока, конечно, это относится к SLM/SLS.
К примеру такой вот турбонаддув от NASA.
1c1ceabfd5c5be9f3f3ff1895cb395f5.jpg
Режим работы - адский. 90к оборотов в минуту. Оптимизация конструкции позволила сэкономить 45% объема металла. Если делать традиционными методами, то цена составила бы 220k $, применяя печать NASA на 2 таких компрессора потратила 20k $.
Или такие вот сопла в авиадвигателях.
9d2987e2ecfeb4519245b28985115827.jpg
Оптимизируя конструкцию вес снизился на 25%.
Так как же оптимизировать? Имеем спроектированную деталь.
e4999988d30c5c4ecf2d57eebeaf1a88.jpg
5e403a0a33e05535c61898ec34e5bc5c.jpg
Далее мы прикладываем все силы, что на нее действуют. И результат оптимизации представляется в виде частей, которые максимально нагружены,разумеется все параметры регулируются, подгонка по весу, по напряжениям.
22efc39cdfd58b1fe8c0dd04b4bc5a26.jpg
Скажем, имея сплав Д16 и мы хотим исключить те области, в которых напряжения меньше 10 МПа.
90b18f0bdd26192d0020356384b0316c.JPG
А потом хотим сохранить полученную геометрию в STL? Легко.
0a7f5719aa98a5b5b9e1f128889b8a4f.JPG
До и после оптимизации.
PREVIEW
acedc414390bbf93af01038c1a3d9940.jpg
Небольшой пример применения оптимизации вкупе с 3D печатью.
Есть вот такая крышка.
e7d5932152bf9afa8c4c3e732acfa1e3.jpg
Строим меш. От правильности постройки меша зависит насколько много и как точно уберутся элементы при оптимизации.
df7013fa5f5f1124272f2bc0fbd41458.jpg
Теперь оптимизируем.
Некрасиво, зато функционально все работает. Сглаживаем и переводим в солид.
b1ab9affc4131453611789a751063b5e.jpg
Перестраиваем сетку под новую геометрию.
71b092e07a670bd3fdb9b7b9dba990bb.jpg
И анализируем полученную геометрию.
8d3a8698705bf801c5bf83129445a17b.jpg
И можно печатать.
9f3dba9972956cd12706dd37794dc406.jpg
Таких примеров миллионы. Уверен, что точно так же можно хоть приблизительно прикинуть прочность пластиковых деталей, и оптимизировать конструкции. Важно правильно поставить себе цель и пытаться ее достичь.
Подписаться на 3Dtoday
25
Комментарии к статье

Комментарии

9 Авг 10:55
0
Странно что из симетричной детали делает не симетричную.
9 Авг 11:07
2
к тому же этой крышкой уже и не закрыть ничего :)
9 Авг 11:21
3
Нагрузка не всегда симметрична. Оптимизация производится удалением ненагруженного материала.
9 Авг 11:31
2
сила приложена видимо не симметрично (судя по красной области), вот так и раскидало оптимизацию, отказались от одного крепления, взамен утолстившись.
Но вот если сила при эксплуатации приложится не такая как проектировалась - пиши пропало
9 Авг 13:54
2
Такой вариант больше нравится?
c14aacb733803c00a0857dc3c8269fb7.jpg

Тут, судя по цветам нагружения, нагрузка симметрична.
9 Авг 17:00
2
Да, во такой вариант - то что надо.
Но есть одно НО: третий вариант в автоматическом режиме программы создавать не умеют)
В итоге было проще: сделать прямоугольную болванку с технологическими отверстиями, обсчитать нагрузки, и глядя на их распределение по болванке выдумать новую форму....
9 Авг 17:17
2
сделать прямоугольную болванку с технологическими отверстиями, обсчитать нагрузки, и глядя на их распределение по болванке выдумать новую форму
Именно так и делал. Сейчас ансис обновился до 18, а тут топологическая оптимизация автоматом есть в Analysis Systems.
9 Авг 22:58
0
То есть это действительно реально, задать точки приложения усилий и получить готовую деталь?
9 Авг 11:23
0
да, знание - сила ! :)

уметь бы еще
9 Авг 11:29
3
последняя фотка приколюшная, представляю глаза заказчика, отдавшего на оптимизацию :)
9 Авг 11:43
3
Ну как водится, все зависит от ТЗ. Если важен только результат (минимальный вес и отсутствие поломок под нагрузкой),то там срать на внешний вид. В космосе, часто именно так. Функциональность и малый вес во главе угла. Не зря боинг переходит на печать деталей.
9 Авг 12:01
0
Оптимально, но не красиво...
9 Авг 12:35
3
Да если оно работает как надо и этой детали толком не видно, то какая разница? :D Или может вы еще скажете,что у боинга стрингеры некрасивые,я на нем не полечу?:D
9 Авг 13:33
0
До и после оптимизации.
Какая-то странная оптимизация. Почему после оптимизации получилось узкое место (по сути концентратор напряжения) в ребре ?
9 Авг 13:50
2
Почему после оптимизации получилось узкое место (по сути концентратор напряжения) в ребре
Может потому, что там нет нагрузок и концентрировать нечего? Пожалуй, главное заблуждение при использовании топологической оптимизации заключается в том, что по нажатию кнопки «Solve» вы получаете готовый конечный дизайн или форму детали. На самом деле всё немного не так. Результаты оптимизации лишь показывают в каких областях материал необходим, а в каких – нет с точки зрения тех ограничений и целевой функции, которые были использованы.
9 Авг 14:05
1
Там нет, а рядом есть ? Ну так же не бывает ;)

Результаты оптимизации лишь показывают в каких областях материал необходим, а в каких – нет с точки зрения тех ограничений и целевой функции, которые были использованы.

В этом согласен, но, прочитав статью сложилось впечатление, что программа всё за тебя делает.
9 Авг 14:15
2
программа всё за тебя делает
Это уже прям ИИ,зачем тогда инженеры? :D Возможно надо было сделать приписку, что вся оптимизация это лишь максимально упрощенный вариант - выкинуть те области, где нет нагрузок, или они настолько малы, что мы по фильтру нагрузок узнаем где нам можно выкинуть металл. Следующая ступень - общение с технологами на тему того возможно ли это сделать и как.
9 Авг 14:31
1
Если бы не появлялись технологии, позволяющие делать такие "фантастические" фигуры, то и нужды в таких программах не было бы.

Старая технология изготовления подобных деталей уже изучена человечеством достаточно хорошо и она имеет свои сильные и слабые стороны. С приходом совершенно новых возможностей изготовления детали, технологиями, которые не изучены, появилась потребность изучения, вот и стали появляться подобного рода программы.

Но все программы считают, опираясь на прошлый опыт Человечества (в заложенных алгоритмах), по механическим свойствам материалов и их сопротивлений. Все в мире взаимосвязано. Но, ни одна программа не несет ответственности выбора и принятия решения, которое несет Человек, делая выбор той или иной конфигурации. Так что без Человека пока никак нельзя, кто-то же должен отвечать. ;-)

Представленная Дмитрием технология расчетов очень и очень интересна. Сейчас же все производители борются за снижение веса конструкции в целом, и экономят на каждой детальке, на каждом грамме. Вес хорошо, только при выборе пистолета, "если не выстрелит, то им и ударить можно", как говорил Борис Бритва. ;-)
9 Авг 14:37
0
50% правильного ответа - это правильный вопрос. Автор показал, как ответить на правильный вопрос. А вот как этот вопрос правильно задать знают некоторые умники. Говорят, их раньше инженерами называли. Спасибо за статью
9 Авг 15:00
2
Говорят, их раньше инженерами называли.
Это инструмент не для "тупых недоинженеров",а для ускорения производственного процесса. :D
9 Авг 15:20
0
Сталкивался до этого с параметрической оптимизацией в Mechanical через designXplorer, а вот топологическую вижу в первый раз для прочнистов в Ansys. Она так же через design points считается, или там как во fluent morpher "корёжит" сетку внутри решателя заданное число итераций?
9 Авг 16:41
1
Она так же через design points считается, или там как во fluent morpher "корёжит" сетку внутри решателя заданное число итераций?
Не разобрался еще. Решение итеративное, но сетка вроде та же. Причем, материал выкидывает именно элементами сетки. То есть помельчишь - поточнее получишь. Но комп вешает хорошо.
10 Авг 13:47
0
>> Или такие вот сопла в авиадвигателях.

Комментарий не к статье, это не сопла это Форсунка.

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Ultimaker 2 Go. Без купюр.

3D нить от ОАО ТД Пластик

Доколе? или о том, как разводят лохов на краудфандинге

Модернизация Anet a8

3Dtoday за 60 секунд от 23 августа

ANYCUBIC Kossel Pulley. Некоторые замечания по сборке.