Simufact

Програмні комплекси для комп'ютерного моделювання процесів обробки металів тиском, термообробки, зварювання та адитивних технологій

Врахування впливу технологічних процесів виготовлення деталей є важливою частиною всього процесу проектування виробів. Недостатньо лише грамотно спроектувати деталь і прорахувати її працездатність у процесі життєвого циклу. Необхідно також переконатися в тому, що ця деталь може бути створена на наявному обладнанні із заданою точністю, наприклад врахувати ефект зворотної пружності, залишкових деформацій, жолоблення деталі тощо. Крім цього, необхідно правильно спроектувати саме обладнання (матриці, пуансони, кріпильний інструмент тощо) і підібрати оптимальні режими його роботи.

Дослідження різних варіантів технологічних процесів на реальному обладнанні має низку недоліків. Це неможливість варіювання параметрів обладнання в широкому діапазоні; ймовірність виходу цього обладнання з ладу в процесі налагодження процесу; великі часові та енерговитрати; а також ризики отримати недостатньо якісну продукцію.

Тому оптимізація існуючих виробничих процесів і впровадження у виробництво нових видів продукції є дуже витратними.

Використання комп'ютерного моделювання технологічних процесів дає можливість суттєво скоротити витрати. Цей підхід дозволяє чисельно змоделювати потрібний процес і підібрати оптимальні параметри роботи обладнання ще до прийняття остаточних рішень щодо технологічної оснастки та організації самого виробничого процесу.

Для моделювання технологічних процесів може бути задіяний функціонал пакетів загального призначення – Marc, Dytran і MSC Nastran. Однак, для більш простого та ефективного використання цього функціоналу корпорація MSC Software надає користувачам два спеціалізовані пакети в цій галузі. Це пакет Simufact.forming, призначений для комп'ютерного моделювання процесів обробки металів тиском і термообробки та пакет Simufact.welding, призначений для моделювання та оптимізації процесів зварювання.

Ці пакети - унікальний інструмент технолога для відпрацювання на комп'ютері практично будь-якого технологічного процесу, що дозволяє заощадити підприємству колосальні кошти, що виділяються на експериментальне відпрацювання, і одночасно створювати оптимальну технологію виробництва.

Simufact Additive

Моделювання адитивних технологій для 3D друку деталей з металів

Simufact Additive це спеціалізований програмний комплекс, призначений для моделювання адитивних технологій для 3D друку деталей з металів.

Simufact Additive допомагає створювати деталі з використанням адитивних технологій з першої спроби та заощадити час і гроші.

• обчислити деформації деталі та зменшити або взагалі уникнути спотворення її форми;
• вибрати оптимальний напрямок друку;
• оптимізувати підтримуючу структуру;
• отримати стан деталі після термічної обробки, видалення опорної пластини та підтримуючої структури;
• мінімізувати залишкові напруження;
• зменшити витрати матеріалів і енергії в процесі виробництва.

У першому релізі Simufact Additive зроблено наголос на моделюванні процесів технології розплавлення матеріалу в заздалегідь сформованому шарі (Powder Bed Fusion), включаючи процеси селективного лазерного плавлення (Selective Laser Melting (SLM)), прямого лазерного спікання металів (Direct Metal Laser Sintering (DMLS)), селективного лазерного плавлення металевих порошкових матеріалів (LaserCUSING®), електронно-променевого плавлення (Electron Beam Melting (EBM)) та низку інших процесів.

Спеціалізований, інтуїтивно зрозумілий і дружній до користувача графічний інтерфейс дозволяє легко промоделювати процеси друку 3D деталей з металу. Невелика кількість іконок забезпечує простоту у використанні. Інтерфейс орієнтований на фахівців з адитивних технологій для моделювання реального робочого процесу. Підтримуються високоточні моделі великої розмірності, доступне контекстне меню по правій кнопці миші, пункти меню відкриваються та закриваються просто при наведенні курсора, що забезпечує високу швидкість створення моделей.

Деталь і підтримуюча структура можуть бути імпортовані з практично будь-якої CAD системи. Підтримувані формати:

• IGES
• STL
• STEP
• Catia V4, V5, V6
• Unigraphics
• Solidworks
• ACIS
• Autodesk Inventor
• Parasolid

Для проведення розрахунків використовується спеціальний генератор воксельної сітки. Створюється регулярна сітка з HEX елементів, яка використовується для моделювання пошарового друку деталі.

У базу даних по матеріалах додано нові матеріали для представлення властивостей порошкових матеріалів.

Для розрахунку використовується спеціалізований розв'язувач на основі Marc. У цей розв'язувач додано можливість послідовної активізації воксельних шарів. Використовувані методи рішення дають дуже великий приріст продуктивності порівняно з вихідним розв'язувачем. Також додано нові методи для моделювання процесу різання, необхідні для моделювання процесу видалення опорної пластини та підтримуючої структури.

В результаті розрахунку обчислюються жолоблення в деталі, напруження, деформації та інші результати.

Можливий експорт деформованої геометрії з будь-яким масштабним множником. Таким чином можна підібрати таку вихідну форму деталі, яка після процесу друку дає мінімальне відхилення від необхідної форми, компенсуючи жолоблення, що виникає при створенні цієї деталі.

Технології Simufact Additive охоплюють основні ланцюжки виробничих процесів, у тому числі як сам процес друку, так і процес гарячого ізостатичного пресування (HIP), процес термообробки для зняття внутрішніх напружень, а також процес обрізки та видалення опорної пластини і підтримуючої структури

Технології Simufact Additive добре вбудовуються в загальну лінійку програмного забезпечення MSC Software, зокрема вони добре комбінуються з топологічною оптимізацією, яку можна змоделювати в MSC Nastran. Таким чином, ми можемо не тільки спроектувати деталь ажурної форми, яка забезпечить нам ефективне використання матеріалу, але й промоделювати процес друку такої деталі на 3D принтері.

Simufact Forming

Комп'ютерне моделювання процесів обробки металів тиском і термообробки

Комп'ютерне моделювання процесів обробки металів тиском і термообробки

• Підвищення ефективності та оптимізація технологічних процесів
• Моделювання всього технологічного ланцюжка - від заготовки до готового виробу
• Спеціалізований графічний інтерфейс для технологів
• Висока точність результатів моделювання
• Значне прискорення розрахунків з використанням інноваційних паралельних обчислень
• Моделювання реальної кінематики обладнання будь-якої складності та типу
• Широкі можливості оптимізації

Simufact forming охоплює повний спектр процесів формування

	Гаряче штампування		Холодне штампування
	Листове штампування		Прокатка
	Відкрите об'ємне кування		Кільцева прокатка
	Механічні з'єднання		Термообробка

Simufact Welding

Комп'ютерне моделювання зварювання

Підвищення ефективності та оптимізація процесів зварювання

• Мінімізація жолоблення та залишкових напружень
• Визначення оптимальної послідовності зварювальних операцій
• Розробка найкращої схеми фіксації
• Визначення остаточної форми виробу з високою точністю
• Прогнозування мікроструктури матеріалу в навколошовній зоні
• Виключення утворення гарячих тріщин
• Прогнозування наслідків термічного впливу на властивості зварних швів
• Оцінка міцності зварного з'єднання

Зварювання