增材制造是賽峰制造中心已使用多年的工藝。賽峰增材制造公司是一個(gè)附屬于賽峰專(zhuān)用研究中心 Safran Tech 的技術(shù)平臺(tái)，旨在支持增材制造技術(shù)在集團(tuán)內(nèi)的廣泛應(yīng)用：首先推薦工具和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)通過(guò)使用場(chǎng)景對(duì)解決方案進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證，然后與集團(tuán)的各個(gè)公司一同部署、使用這些工具。

在各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中，金屬部件的增材制造已日益普及。這一技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于幾何設(shè)計(jì)自由度，允許根據(jù)目標(biāo)功能來(lái)制作經(jīng)過(guò)優(yōu)化的形狀?，F(xiàn)已開(kāi)始用于高技術(shù)部件的批量生產(chǎn)，尤其是在航空和航天工業(yè)。采用 3D 打印技術(shù)的另一個(gè)重要收益是，既能降低零件生產(chǎn)的重量、成本及復(fù)雜性，又不會(huì)影響材料的可靠性和耐用性。

增材制造挑戰(zhàn)

雖然有些應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入生產(chǎn)階段，但仍有大部分應(yīng)用處于概念驗(yàn)證階段。因此，為擴(kuò)大增材制造的使用并充分運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，須加強(qiáng)對(duì)增材制造工藝進(jìn)行精細(xì)建模的能力——從更廣義的方面講，要提高集團(tuán)內(nèi)部有關(guān)員工對(duì)該技術(shù)的了解。

賽峰集團(tuán)增材制造方法、工具及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)正是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生的。團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是對(duì)增材制造工藝仿真解決方案進(jìn)行評(píng)估和鑒定，然后推動(dòng)其在各個(gè)賽峰經(jīng)營(yíng)部門(mén)內(nèi)的部署。

增材制造工藝仿真

激光束熔融（LBM）工藝是賽峰增材制造公司較為關(guān)注的制造工藝之一。該工藝仿真旨在識(shí)別制造過(guò)程中因零件變形而導(dǎo)致的問(wèn)題，以及零件及其支撐結(jié)構(gòu)的潛在失效風(fēng)險(xiǎn)。

賽峰向 MSC 軟件尋求幫助，后者可提供涵蓋整個(gè)制造過(guò)程的獨(dú)特解決方案，從零件的初始熔化階段一直到完成最終的 HIP 處理（熱等靜壓），其中包括所有的后處理操作，例如應(yīng)力松弛熱處理、底板切割以及支撐拆除。這一解決方案就是 Simufact Additive。

賽峰增材制造公司對(duì)以下兩方面的應(yīng)用反復(fù)使用該軟件進(jìn)行可行性研究：

? 用于生產(chǎn)支持：實(shí)現(xiàn)工藝的虛擬開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證，以便減少機(jī)器上的實(shí)物迭代；

? 用于上游的產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段：檢查零件的可制造性，并且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮到與工藝有關(guān)的特定約束條件。

Simufact Additive 可識(shí)別制造階段和后處理操作過(guò)程中因零件變形引起的潛在問(wèn)題、與二次涂覆機(jī)碰撞的風(fēng)險(xiǎn)以及零件本身或零件附屬支撐結(jié)構(gòu)的潛在失效風(fēng)險(xiǎn)。圖 1 和圖 2 舉例說(shuō)明了在增材制造過(guò)程中可能發(fā)生的兩種失效類(lèi)型：在制造過(guò)程中粉末床中的 3d 打印機(jī)刮刀/工件碰撞，以及在制造過(guò)程中因零件中的固有應(yīng)力而在 3d 打印期間形成大規(guī)模裂紋。

圖1：3D打印機(jī)刮刀/工件碰撞對(duì)粉末床的影響示例

圖2：制造過(guò)程中因零件變形而在LBM零件上出現(xiàn)的宏觀裂紋示例以及零件的Simufact Additive應(yīng)力預(yù)測(cè)（紅色為高，藍(lán)色為低）

Simufact Additive 為賽峰集團(tuán)帶來(lái)的收益

Simufact Additive 是一種預(yù)測(cè)性軟件，可大幅縮短賽峰的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，它不僅能在上游使用虛擬開(kāi)發(fā)技術(shù)來(lái)限制制造迭代開(kāi)發(fā)的次數(shù)，還能在零件設(shè)計(jì)階段從產(chǎn)品設(shè)計(jì)層面來(lái)預(yù)測(cè)工藝的效果和局限性。

Simufact Additive 解決方案的附加值之一是能讓賽峰將兩類(lèi)工作（工程和生產(chǎn)）合二為一。一方面是非常注重零件的運(yùn)行性能、來(lái)自工程部門(mén)的零件設(shè)計(jì)人員，另一方面是掌控工業(yè)流程及其相關(guān)約束條件的方法策略辦公室。Simufact Additive 是面向仿真工程的理想解決方案，有助于同一項(xiàng)目中不同商業(yè)活動(dòng)之間的對(duì)話(huà)。此外，該軟件易于使用，采用了以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向的直觀界面，可以快速、方便地掌握/擁有。

結(jié)論

賽峰增材制造公司充分挖掘 Simufact Additive 解決方案的附加值，以確保將增材制造工藝整合到其“產(chǎn)品—工藝”開(kāi)發(fā)流程中，其中包括上游的產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段以及下游的投入生產(chǎn)階段。

如今，賽峰增材制造公司致力于將 Simufact Additive 解決方案的應(yīng)用推廣到不同類(lèi)型的零件和不同等級(jí)的材料中，以改進(jìn)整個(gè)增材制造的設(shè)計(jì)過(guò)程。MSC 軟件支持賽峰增材制造公司和賽峰集團(tuán)通過(guò)該解決方案達(dá)成這一目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)全球增材制造價(jià)值鏈的整合，以確保質(zhì)量和開(kāi)放的數(shù)字化連續(xù)性。