增材制造仿真新篇章：Simufact Additive协作工具介绍

增材制造是赛峰制造中心已使用多年的工艺。赛峰增材制造公司是一个附属于赛峰专用研究中心 Safran Tech 的技术平台，旨在支持增材制造技术在集团内的广泛应用：首先推荐工具和标准，同时通过使用场景对解决方案进行评估和验证，然后与集团的各个公司一同部署、使用这些工具。

在各个工业领域中，金属部件的增材制造已日益普及。这一技术的主要优势在于几何设计自由度，允许根据目标功能来制作经过优化的形状。现已开始用于高技术部件的批量生产，尤其是在航空和航天工业。采用 3D 打印技术的另一个重要收益是，既能降低零件生产的重量、成本及复杂性，又不会影响材料的可靠性和耐用性。

增材制造挑战

虽然有些应用已经进入生产阶段，但仍有大部分应用处于概念验证阶段。因此，为扩大增材制造的使用并充分运用这项技术，必须加强对增材制造工艺进行精细建模的能力——从更广义的方面讲，要提高集团内部有关员工对该技术的了解。

赛峰集团增材制造方法、工具及应用团队正是在此背景下应运而生的。团队的目标是对增材制造工艺仿真解决方案进行评估和鉴定，然后推动其在各个赛峰经营部门内的部署。

增材制造工艺仿真

激光束熔融（LBM）工艺是赛峰增材制造公司较为关注的制造工艺之一。该工艺仿真旨在识别制造过程中因零件变形而导致的问题，以及零件及其支撑结构的潜在失效风险。

赛峰向 MSC 软件寻求帮助，后者可提供涵盖整个制造过程的独特解决方案，从零件的初始熔化阶段一直到完成最终的 HIP 处理（热等静压），其中包括所有的后处理操作，例如应力松弛热处理、底板切割以及支撑拆除。这一解决方案就是 Simufact Additive。

赛峰增材制造公司对以下两方面的应用反复使用该软件进行可行性研究：

• 用于生产支持：实现工艺的虚拟开发和验证，以便减少机器上的实物迭代；

• 用于上游的产品设计阶段：检查零件的可制造性，并且在产品设计阶段考虑到与工艺有关的特定约束条件。

Simufact Additive 可识别制造阶段和后处理操作过程中因零件变形引起的潜在问题、与二次涂覆机碰撞的风险以及零件本身或零件附属支撑结构的潜在失效风险。图 1 和图 2 举例说明了在增材制造过程中可能发生的两种失效类型：在制造过程中粉末床中的 3d 打印机刮刀/工件碰撞，以及在制造过程中因零件中的固有应力而在 3d 打印期间形成大规模裂纹。

图1：3D打印机刮刀/工件碰撞对粉末床的影响示例

图2：制造过程中因零件变形而在LBM零件上出现的宏观裂纹示例以及零件的Simufact Additive应力预测（红色为高，蓝色为低）

Simufact Additive 为赛峰集团带来的收益

Simufact Additive 是一种预测性软件，可大幅缩短赛峰的生产准备时间，它不仅能在上游使用虚拟开发技术来限制制造迭代开发的次数，还能在零件设计阶段从产品设计层面来预测工艺的效果和局限性。

Simufact Additive 解决方案的附加值之一是能让赛峰将两类工作（工程和生产）合二为一。一方面是非常注重零件的运行性能、来自工程部门的零件设计人员，另一方面是掌控工业流程及其相关约束条件的方法策略办公室。Simufact Additive 是面向仿真工程的理想解决方案，有助于同一项目中不同商业活动之间的对话。此外，该软件易于使用，采用了以业务为导向的直观界面，可以快速、方便地掌握/拥有。

结论

赛峰增材制造公司充分挖掘 Simufact Additive 解决方案的附加值，以确保将增材制造工艺整合到其“产品—工艺”开发流程中，其中包括上游的产品设计阶段以及下游的投入生产阶段。

如今，赛峰增材制造公司致力于将 Simufact Additive 解决方案的应用推广到不同类型的零件和不同等级的材料中，以改进整个增材制造的设计过程。MSC 软件支持赛峰增材制造公司和赛峰集团通过该解决方案达成这一目标：实现全球增材制造价值链的整合，以确保质量和开放的数字化连续性。

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