Simufact

Программные комплексы для компьютерного моделирования процессов обработки металлов давлением, термообработки, сварки и аддитивных технологий

Учёт влияния технологических процессов изготовления деталей является важной частью всего процесса проектирования изделий. Недостаточно только грамотно спроектировать деталь и просчитать её работоспособность в процессе жизненного цикла. Необходимо так же удостовериться в том, что эта деталь может быть создана на существующем оборудовании с заданной точностью, например учесть эффект обратного пружинения, остаточных деформаций, коробления детали и т.п. Кроме этого, необходимо правильно спроектировать само оборудование (матрицы, пуансоны, крепежный инструмент и т.д.) и подобрать оптимальные режимы его работы.

Исследование различных вариантов технологических процессов на реальном оборудовании имеет ряд недостатков. Это невозможность варьирования параметров оборудования в широком диапазоне; вероятность выхода этого оборудования из строя в процессе отладки процесса; большие временные и энергозатраты; а также риски получить недостаточно качественную продукцию.

Поэтому оптимизация существующих производственных процессов и внедрение в производство новых видов продукции является очень затратным.

Использование компьютерного моделирования технологических процессов дает возможность существенно сократить затраты. Этот подход позволяет численно смоделировать нужный процесс и подобрать оптимальные параметры работы оборудования ещё до принятия окончательных решений по технологической оснастке и организации самого производственного процесса.

Для моделирования технологических процессов может быть задействован функционал пакетов общего назначения – Marc, Dytran и MSC Nastran. Однако, для более простого и эффективного использования этого функционала корпорация MSC Software предоставляет пользователям два специализированных пакета в этой области. Это пакет Simufact.forming, предназначенный для компьютерного моделирование процессов обработки металлов давлением и термообработки и пакет Simufact.welding. предназначенный для моделирования и оптимизации процессов сварки.

Эти пакеты - уникальный инструмент технолога для отработки на компьютере практически любого технологического процесса, что позволяет экономить предприятию колоссальные средства, выделяемые на экспериментальную отработку, и одновременно создавать оптимальную технологию производства.

Simufact Additive

Моделирование аддитивных технологий для 3D печати деталей из металлов

Simufact Additive это специализированный программный комплекс, предназначенный для моделирования аддитивных технологий для 3D печати деталей из металлов.

Simufact Additive помогает создавать детали с использованием аддитивных технологий с первой попытки и сэкономить время и деньги.

• вычислить деформации детали и уменьшить или вообще избежать искажения ее формы;
• выбрать оптимальное направление печати;
• оптимизировать поддерживающую структуру;
• получить состояние детали после термической обработки, удаления опорной пластины и поддерживающей структуры;
• минимизировать остаточные напряжения;
• уменьшить затраты материалов и энергии в процессе производства.

В первом релизе Simufact Additive сделан упор на моделирование процессов технологии расплавления материала в заранее сформированном слое (Powder Bed Fusion), включая процессы селективного лазерного плавления (Selective Laser Melting (SLM)), прямого лазерного спекания металлов (Direct Metal Laser Sintering (DMLS)), селективного лазерного плавления металлических порошковых материалов (LaserCUSING®), электронно-лучевого плавления (Electron Beam Melting (EBM)) и ряд других процессов.

Специализированный, интуитивно понятный и дружественный к пользователю графический интерфейс позволяет легко промоделировать процессы печати 3D деталей из металла. Небольшое количество иконок обеспечивает простоту в использовании. Интерфейс ориентирован на специалистов по аддитивным технологиям для моделирования реального рабочего процесса. Поддерживаются высокоточные модели большой размерности, доступно контекстное меню по правой кнопке мыши, пункты меню открываются и закрываются просто по наведению курсора, что обеспечивает высокую скорость создания моделей.

Деталь и поддерживающая структура могут быть импортированы из практически любой CAD системы. Поддерживаемые форматы:

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

Для проведения расчетов используется специальный генератор воксельной сетки. Создается регулярная сетка из HEX элементов, которая используется для моделирования послойной печати детали.

В базу данных по материалам добавлены новые материалы для представления свойств порошковых материалов.

Для расчета используется специализированный решатель на основе Marc. В этот решатель добавлена возможность последовательной активизации воксельных слоёв. Используемые методы решения дают очень большой прирост производительности по сравнению с исходным решателем. Так же добавлены новые методы для моделирования процесса резки, необходимые для моделирования процесса удаления опорной пластины и поддерживающей структуры.

В результате расчета вычисляются коробление в детали, напряжения, деформации и другие результаты.

Возможен экспорт деформированной геометрии с любым масштабным множителем. Таким образом можно подобрать такую исходную форму детали, которая после процесса печати даёт минимальное отклонение от требуемой формы, компенсируя коробление, возникающее при создании этой детали.

Технологии Simufact Additive охватывают основные цепочки производственных процессов, в том числе как сам процесс печати, таки процесс горячего изостатического прессование (HIP), процесс термообработки для снятие внутренних напряжений, а также процесс обрезки и удаление опорной пластины и поддерживающей структуры

Технологии Simufact Additive хорошо встраиваются в общую линейку программного обеспечения MSC Software, в частности они хорошо комбинируются с топологической оптимизаций, которую можно смоделировать в MSC Nastran. Таким образом, мы можем не только спроектировать деталь ажурной формы, которая обеспечит нам эффективное использование материала, но и промоделировать процесс печати такой детали на 3D принтере.

Simufact Forming

Компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением и термообработки

Компьютерное моделирование процессов обработки металлов давлением и термообработки

• Повышение эффективности и оптимизация технологических процессов
• Моделирование всей технологической цепочки - от заготовки до готового изделия
• Специализированный графический интерфейс для технологов
• Высокая точность результатов моделирования
• Значительное ускорение расчетов с использованием инновационных параллельных вычислений
• Моделирование реальной кинематики оборудования любой сложности и типа
• Широкие возможности оптимизации

Simufact forming охватывает полный спектр процессов формовки

	Горячая штамповка		Холодная штамповка
	Листовая штамповка		Прокатка
	Открытая объемная ковка		Кольцевая прокатка
	Механические соединения		Термообработка

Simufact Welding

Компьютерное моделирование сварки

Повышение эффективности и оптимизация процессов сварки

• Минимизация коробления и остаточных напряжений
• Определение оптимальной последовательности сварочных операций
• Разработка наилучшей схемы фиксации
• Определение окончательной формы изделия с высокой точностью
• Прогнозирование микроструктуры материала в околошовной зоне
• Исключение образования горячих трещин
• Прогнозирование последствий термического воздействия на свойства сварных швов
• Оценка прочности сварного соединения

Сварка