橡樹林國家研究院(ORNL)-以模擬提升AM品質

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Lonnie J. Love現為橡樹林國家研究室(ORNL)加工系統研究組的領隊,其研究主要專注於大尺寸高速進階加工製造(AM)與3D列印。

Love認為,對AM來說可靠度、對使用者友善及成本是使AM無法成為主流生產技術的最大瓶頸。不同的機器使用的設計規則與技術皆不盡相同,因此需要工具來輔助工程師設計不同的AM程序,另外,金屬的應用往往造成過高的成本,部分材料成本高達每磅50至200美金,機器成本則更高,而生產率卻相對低落,Love表示,模擬在發展大尺寸金屬系統工法中扮演非常重要的角色,利用模擬,他們需要能夠預測零件是否可以列印以及其性質,事實上模擬工具應該要直接整合進設計工具裡,運用建模與模擬來引導工程師設計零件,並降低零件加工軌跡上的應力。

目前所有的加工製造系統目前都被熱動力與熱傳侷限著,所以未來AM在建模與模擬上會有很大的需求,進而去設計AM系統並輔助最佳化其程序。 總體來說,目前可被驗證的零件尺寸小至10mm大至2m,小零件用來發展最好的模擬狀況與校準程序和邊界條件,大零件則用來展示計算模擬大尺寸金屬系統加工問題的可行性,其結果可達成模擬與物理實驗間最小的校準量與最好的關聯性。

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