SME CAM2:Tredimensionell CFD-simulering av sintringsprocessen med fokus på Metal Binder Jetting (MBJ)

Viktiga resultat som projektet gav

Projektet är utfört som SKE-stöd inom ramarna för Kompetenscentrumet CAM2: MBJ är den snabbaste och billigare 3D-utskriftstekniken men beror på sintring. Projektets mål var att fullgöra avancerad 3D CFD-simuleringar med innovativ mjukvara Simtec för att bättre förstå sintringsprocessen och tillåta styrprocessparametrar att uppnå önskvärda egenskaper senare. 3D CFD-simuleringar av ett MB-prov under sintringsdriftsförhållanden utfördes. Denna metod tillåter väl 3D-simuleringar av alla viktiga processer inklusive gasflöde, termisk strålning, konvektion och konjugat värmeöverföring i fasta ämnen och gas under sintringsprocesserna.

Långsiktiga effekter som förväntas

Unika och världsledande fullskaliga CFD-simuleringar av MBJ-provsintring genomfördes framgångsrikt. Den simulerade sintringsprocessen var en cirka 15 timmars full cykel med alla uppvärmnings-, håll- och kylningssteg. En extra simulering med en annan orientering gjordes också, för att studera effekten av gravitation och därmed flytande flöde. Detaljerade transienta termiska data avseende temperatur- och värmeflödesfördelningar etc. erhölls som förväntat, vilket kommer att användas för att optimera sintringsprocessen och därmed förbättra efterbearbetningen av MBJ.

Upplägg och genomförande

CFD-simuleringar gjordes med hjälp av Simtec-mjukvara baserad på numeriska lösningar av partiella differentialstyrande ekvationer för massa, momentum och energibesparing. Alla viktiga processer för vätskeflöde, termisk strålning, konvektion och konjugat värmeöverföring i fast och vätska beräknades. Den komplexa geometrin importerades direkt från CAD. Beräkningarna gjordes med 14683660 finita volymceller och 4138272 väggytceller för att ge nödvändig och tillräcklig numerisk upplösning. Parallellberäkning användes med 6 processorer för att påskynda beräkningen.