如何使用Markforged Simulation完善铜巴士杆

如何使用Markforged Simulation完善铜巴士杆
发表于: 添加剂制造
2023年3月2日 编辑2023年3月2日

在Ha亚博全网首页登录wk Ridge Systems,我们一直在研究应用程序和样品零件,以展示添加剂制造的功能。我们的最新项目之一是项目正在测试制造纯铜巴士杆的最佳方法。

很明显,运输行业正在以与1900年代初期的汽车繁荣相媲美的速度朝着电气化发展。结果,将需要定制的零件,例如用于预生产测试的总线杆(以及售后市场的最终使用)。该项目将比较3D打印最终的现成的弯曲栏标记金属X,由3D打印的扁平图案形成,传统上切铜。

使用的铜巴士杆的固体工程模型

在我们的示例模型中,我们希望展示空间约束如何为公交栏构成挑战。总线杆具有45度弯曲的大中央拱形,以避免流体线,一个90度弯曲,以连接我们的较小模块,该模块位于45度角,并且从每个螺栓中偏移。这种复杂的情况使传统方法的原型制作对那些没有弯曲金属经验的工程师挑战。

使用标记金属X,我们可以在纯铜丝灯丝中进行3D打印,该铜丝经过一个烧结循环以创建真正的金属部分。烧结后,与传统上弯曲的铜板金属零件相比,该零件的密度比95%的密度高95%,而电导率和导热率仅略有降低。从我们的客户反馈中,3D打印的公交酒吧以及他们的测试环境中的传统制造的公交栏也可以满足设计要求。

弯曲模具与艾格(Eiger)的标记模拟完善

随着新的推出标记模拟软件,我们想证明该产品对实际用例有多么有用。对于所有模拟软件的所有口径而言,添加剂制造仍然是一个充满挑战的前景 - 反过来,这可以减缓采用3D印刷产品以供最终使用。作为工程师,您根本没有任何工具可以显示3D印刷产品是否可以履行您的最终目标。

有了所有设计,我们必须为项目的目标设定要求。为此,我们想为单一操作成型设定目标,我们不太关心尖角,最终部分可以接受。这是针对我们的情况进行原型制作的工具,但让我们潜入并查看它的实际情况。

形成铜(尽管不是最僵硬的材料)确实具有惊人的1.5kn(约225磅)的弯曲力,以使紧密的半径弯曲在3mm厚。我们想找出最低设计要求是什么,并且为此我们需要将新的仿真功能构建到Eiger中。

我们弯曲起点的SolidWorks模型

我们专注于上部形成的模具,这种形状自然地将压力在模具的两端都非常小。我们需要找出我们纤细的设计是否足够强大,或者是否需要在开始制作最终的拟合和功能设计之前就需要加强设计。

使用标记模拟

在Eiger中,您发现已经出现了一个新的仿真按钮,该按钮将使用“ 3D打印”几何形状来模拟基本负载。填充图案和密度变化是模拟的一部分,比CAD模拟软件可以为3D打印零件提供更高的准确性和更好的预测。

在Markforged Eiger软件中设置模拟

我们选择了将具有最大的负载点和锚表面的主要表面。1500N是从在线来源计算的,用于弯曲负载计算。

Markforder仿真结果来自初始设置

我们的结果来自初始模拟。低安全系数和过多的挠度,无法准确弯曲我们的总线杆。

Markforged Simulation提供了优化的设置

几分钟之内,我们取得了新的优化结果。我们的“当前”设置包括一个Onyx底座,除了37%的三角形填充物外,顶部和底部表面上都有碳纤维。这导致了我们的要求过多的挠度。

Markforged仿真结果我们的打印优化零件

通过选择“优化”选项卡,我们可以立即进行打印的优化。对于我们的使用情况,这几乎是可以接受的。我们唯一的潜在问题是安全系数低于两个。

其他标记的模拟优化时间,成本和光纤

在“更多OTIONS”选项卡下,我们根据多个因素获得了一系列建议。从列表中,我们可以看到纤维选项是实现我们目标的最接近的选项。

从上面显示的列表中,我们选择了针对打印速度和最低质量优化的同心光纤。

Markforged模拟优化了打印速度和最低质量的零件

尽管这种设计非常接近工作,但我们认为,通过更改几何形状,我们将有助于带来更硬的结果并能够降低我们的碳纤维需求 - 这要归功于Markforged Simulation提供的这种有用的见解。

仿真优化

在审查了第一个模拟的结果之后,我们仍然需要在集合规范中进行调整以使形成模具功能在集合规范中。在SolidWorks中,将零件的厚度额外修饰,并导出到Eiger进行模拟。在Eiger中,增加了两个额外的墙壁层以增加壳厚度。

根据上一部分的仿真结果,更新的形成模具

使用相同的1500N设置,这个增厚的八个壁层Onyx的一部分已经比原始的薄V1设计少了3倍,而偏转率要低3倍。但是,结果仍然是不可接受的,目标设置为0.25mm,安全系数为两个。

Markforder的仿真结果,用于增强优化零件

与薄型模型相似的结果,我们将优化应用于零件,以审查可能导致相似结果的原因。

在获得Solidworks中获得洞察力并完成CAD模型后,我们将测试原始的非光纤模型和这些最终版本。从我们收集的数据中,两者都应与我们希望看到现实世界测试的刚度和安全因子不同。

我们两个印刷就绪的模具的比较及其模拟结果

新的Markforged Simulation插件已经在如此短的时间内对这一部分提供了令人难以置信的有用的见解。回顾一下,我们了解到,在该零件中添加碳纤维会大大增加零件的刚度,并花时间分析我们习惯的正常原型/测试/重复方法的仿真降低成本。该模块通过保存3+原型打印来证明其价值,因为传统原型和测试过程的见解有限,我们坚信本可以在5-10个版本之间。

如果你好奇Markfored 3D打印机或想了解有关我们的添加剂制造解决方案的更多信息,请与Hawk Ridge Systems联系我们,我们很乐意连接!亚博全网首页登录谢谢阅读!

2023年3月2日
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