中国科学院沈阳自动化研究所装备制造技术研究室经过多年技术攻关,在3D打印数值模拟领域取得了重要研究成果。该成果使数值模拟技术真正应用到3D打印工艺设计过程中,通过预先在3D打印加工过程中进行数值模拟分析,在分析相关模拟结果后,优化工艺参数,可达到消除缺陷,提高加工质量等目的。
长期以来,由于计算速度缓慢、模拟精度不高使得数值模拟计算一直没有在3D打印技术领域得到广泛应用。针对计算速度缓慢问题,沈阳自动化所科研人员提出了类并行计算方法。通过分解计算单元,减少模拟时间,提高模拟精度,现已可以模拟一些大型复杂零件的3D打印加工过程,如:结构连接件、角盒、空心叶片和整体叶盘等。针对计算精度不高问题,科研人员通过深入分析3D打印加工过程中的流固耦合、热力耦合等多场耦合作用机理,通过对现有模拟软件计算内核的二次开发及完善材料的本构方程等方法,提高了计算精度,相关模拟结果已得到实验验证,计算误差不超过7%。(装备制造技术研究室)