加速3D打印進(jìn)入大批量個(gè)性化定制，F(xiàn)raunhofer推出仿真軟件

大規(guī)模定制或個(gè)性化大規(guī)模生產(chǎn)，是一個(gè)必然的制造趨勢(shì)。靈活的計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)生產(chǎn)定制產(chǎn)品不僅僅是一個(gè)時(shí)髦的詞，更是一個(gè)前瞻性的生產(chǎn)方式。結(jié)合低成本大批量生產(chǎn)與個(gè)性化定制的靈活性，有效滿足成本與定制化兩個(gè)需求。然而，仍有一些重要的問(wèn)題需要解決。目前實(shí)施大規(guī)模定制的最大障礙之一是缺乏足夠的質(zhì)量檢測(cè)與測(cè)試手段。如果沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的方法來(lái)更好的預(yù)測(cè)加工過(guò)程，那么通過(guò)試錯(cuò)的方法獲取的加工經(jīng)驗(yàn)是成本昂貴的。

但這一切可能即將改變，德國(guó)Fraunhofer研究所宣布推出一個(gè)新的模擬軟件，將有助于預(yù)測(cè)和捕捉缺陷，并引導(dǎo)用戶走向潛力的個(gè)性化大規(guī)模生產(chǎn)解決方案。

算法助力個(gè)性化規(guī)模生產(chǎn)

很多制造商不清楚如何考慮材料的特性，以及這些特征如何影響最終產(chǎn)品或其加工性能。大多數(shù)時(shí)候能夠獲得滿意的打印結(jié)果，基于制造商不斷嘗試，不斷“交學(xué)費(fèi)”的結(jié)果。當(dāng)然，除了材料的特性，當(dāng)前不同的增材制造設(shè)備其細(xì)節(jié)上的工藝也有不少差異，建模和仿真的挑戰(zhàn)是捕捉來(lái)自特定制造商的獨(dú)特性。從質(zhì)量和認(rèn)證的角度來(lái)看，仿真軟件需要配合不同的設(shè)備基于物理的可量化的機(jī)器參數(shù)，建立數(shù)據(jù)檔案。其他的因素，包括材料后處理變異影響增材制造結(jié)果的性能亦需要考慮進(jìn)來(lái)。

這帶來(lái)了仿真的復(fù)雜性。相對(duì)來(lái)說(shuō)實(shí)現(xiàn)增材制造建模需要達(dá)到的幾何形狀是比較簡(jiǎn)單的，難度在于實(shí)現(xiàn)那些尤其是航空航天領(lǐng)域非常嚴(yán)格的性能標(biāo)準(zhǔn)，包括強(qiáng)度和疲勞性能。

仿真軟件自身也需要不斷地優(yōu)化，這需要聯(lián)合整個(gè)增材制造生態(tài)系統(tǒng)，仿真軟件需要與機(jī)器制造商合作，以獲得設(shè)備的物理參數(shù)權(quán)利；需要與材料供應(yīng)商合作，以保證材料科學(xué)指標(biāo)是正確的；需要與測(cè)試專(zhuān)家合作，以確保正在測(cè)試的零件是正確的；需要和與用戶合作，以確保得到更多的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際效果之間匹配的權(quán)利。根據(jù)所有的材料、設(shè)備和產(chǎn)品的關(guān)鍵信息，預(yù)測(cè)如何改變材料，機(jī)器和建模。仿真最終的目標(biāo)是為了使人們不需要交“學(xué)費(fèi)”，將設(shè)備當(dāng)成試驗(yàn)品，仿真的目的是不浪費(fèi)時(shí)間和金錢(qián)，避免錯(cuò)誤發(fā)生。

Fraunhofer軟件承諾，創(chuàng)造從設(shè)計(jì)到模擬仿真之間的平滑過(guò)渡，而且Fraunhofer的方法適用于許多不同的制造工藝和不同的材料。具體來(lái)說(shuō)這款軟件解決方案是由Fraunhofer IGD計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究所開(kāi)發(fā)的，核心是基于數(shù)學(xué)算法。通過(guò)基于物理的仿真模型推導(dǎo)加工過(guò)程，根據(jù)那些限定條件，F(xiàn)raunhofer軟件計(jì)算內(nèi)部應(yīng)力的分布和絕對(duì)值，可以判斷零件的質(zhì)量是否穩(wěn)定。Fraunhofer軟件軟件的開(kāi)發(fā)將推動(dòng)分布式制造的快速發(fā)展，分布式制造的理念是產(chǎn)品生產(chǎn)的單位時(shí)間消耗變得無(wú)足輕重，1萬(wàn)個(gè)分布式制造點(diǎn)生產(chǎn)出單個(gè)成品，與1萬(wàn)個(gè)成品在1個(gè)加工廠制造，其產(chǎn)能一樣。而且前者無(wú)需倉(cāng)儲(chǔ)、物流的環(huán)節(jié)。

在分布式制造平臺(tái)上，任何人即使不具備建模的知識(shí)，但只要有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，就可以和設(shè)計(jì)師及時(shí)進(jìn)行溝通，設(shè)計(jì)出自己想要的數(shù)字模型，然后通過(guò)3D打印機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn);另一方面，這個(gè)平臺(tái)必須能夠確保證設(shè)計(jì)師贏利，設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力、創(chuàng)意思維才能源源不斷地發(fā)揮出來(lái)。一旦解決了這些問(wèn)題，互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)就可以徹底打通。有了完善的設(shè)計(jì)師平臺(tái)，在人群聚集的互聯(lián)網(wǎng)上，創(chuàng)新創(chuàng)新思想就可以得到實(shí)現(xiàn);有了基于3D打印生態(tài)環(huán)境的的分布式制造點(diǎn)，可以為制造中心周邊的普通用戶提供個(gè)性化定制的產(chǎn)品。

Fraunhofer仿真軟件將使得生產(chǎn)的質(zhì)量更加可預(yù)測(cè)可控制，減少設(shè)計(jì)師來(lái)來(lái)回回試錯(cuò)的成本，節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間并減少制造浪費(fèi)。3D科學(xué)谷將對(duì)Fraunhofer仿真軟件的發(fā)展保持后續(xù)跟蹤與關(guān)注。

來(lái)源：3D科學(xué)谷
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