Processoptimering av storskalig robotbaserad polymer 3D-utskrift

Syfte och mål

Projektets slutliga mål var att bestämma temperaturhistorik och använda det som en riktlinje för att optimera utskriftsvägen för minimalt tryckfel och också förutsäga deformation och restspänning i storskalig tillsatsstillverkning. På grund av begränsade beräkningsresurser som är tillgängliga i detta projekt lyckades vi bara modellera en deponering av ett lager och verifiera temperaturprognoser med experimentell mätning. Som ett första steg belyser projektresultaten de viktigaste utmaningarna som måste hanteras i mer grundliga simuleringar.

Resultat och förväntade effekter

Projektet ger en grund för den framtida utvecklingen inom simulering av storskalig robotbaserad 3D-tryckning. Som en pionjärstudie känner den igen de viktigaste utmaningarna i transient computational fluid dynamics (CFD) simuleringar av storskalig 3D-tryckning, inklusive termisk interaktion mellan på varandra följande lager, anpassningsförändringsschema, inställningar för kontaktmodeller etc. För att kunna simulera stora -skalade komplexa 3D-teknikkomponenter mer realistiskt, mere förbättring av den presenterade processen kommer att vara av stor betydelse.

Upplägg och genomförande

I detta projekt försökte vi använda en kommersiellt tillgänglig CFD-programvara, ANSYS Polyflow, för processsimulering av storskalig tillsatsstillverkning. Målet var att förutsäga temperaturhistoria under smältavlagring av en komplex tredimensionell struktur. För detta ändamål använde vi en kraftlagsviskositetsmodell för att simulera reologiskt beteende av polymersmältningen. Emellertid kunde tillvägagångssättet bara kunna generera enkla modeller av enskiktsavlagring i två dimensioner. Mer beräkningsresurser krävs för att ytterligare utvidga modellen.