如何用好金属3D打印工艺仿真？来看教程，解决装配精度难题！

高精度零件的打印一直是增材制造行业的难点之一。打印这些零件过程中的发生的变形问题会影响产品最终的使用和装配。尽管可以通过添加支撑等方式，控制打印过程中出现的变形，但对于一些结构较为复杂的零件，添加支撑有时也难以避免变形。因此一款能够通过快速仿真来实现变形补偿的软件就变得尤为重要。

VoxelDance Engineering (VDE)是由漫格科技推出的一款增材制造仿真软件，它不仅拥有强大的仿真能力，还可以基于扫描结果对零件进行变形补偿优化。软件的求解算法利用GPU并行加速，相对于传统的有限元求解算法，提速了5-10倍。

装配精度难题，仿真可助力

随着种植义齿的个性化需求越来越大，增材制造技术在齿科领域逐渐成熟。但是3D打印种植体与种植基台的装配精度一直是困扰业界的难题。广州瑞通增材公司在国内推出了完整的齿科增减材复合制造(Additive-Subtractive Hybrid Manufacturing, ASHM)一体化解决方案，利用漫格科技的仿真软件，成功解决了3D打印种植体与基台装配精度难题。

义齿零件（马龙桥）的外部存在多个用于后续加工的定位环（图1），并且定位环的变形量需要控制在0.10mm以内，所以它的加工难度比较大，装配精度要求非常高。

图1 原始牙模零件

变形补偿功能，这样用

通过使用漫格科技VoxelDance Additive对原始牙模零件进行了数据处理，按经验通过添加支撑的方式，来控制零件变形，然后进行切片打印（图2）。打印后发现，变形依旧存在，定位环远超出了装配所需的尺寸要求，显然是不符合精度要求的。

图2 原始牙模的实际打印结果

随后，工程师利用VoxelDance Engineering（VDE）对原始牙模进行了仿真处理，它能够对增材制造过程进行全流程工艺仿真，分析并进行变形补偿，帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。仿真后，观察其变形程度（图3）与打结果中的变形趋势一致。

图3 原始牙模仿真结果

工程师对打印出的零件进行了实验室扫描，得到含有零件变形信息的模型，并将其与原始牙模模型进行了拟合。通过对打印前后两个模型的几何信息进行比对，计算得到该牙模的位移场（图4）。从图中清晰地看到打印件变形场的分布情况，多个位置超出了最大位移限制。

图4 牙模打印后位移场

最后工程师将扫描得到的位移场信息反向施加到原始零件的模型上，对零件进行变形补偿，得到补偿后的零件打印数据。补偿零件在打印过程中依旧会发生变形，但变形后的补偿零件会更加接近原始零件的设计尺寸。将零件的变形量控制在了0.10mm内，完成了装配任务。

为了验证补偿效果，工程师将补偿零件进行了实际打印并再次扫描。将其与原始模型比对后发现变形量显著降低，完全满足定位环的精度要求（图5）。

图5 补偿后牙模的位移场

扫描结果的变形补偿，是根据打印件扫描得到的位移场对原始零件进行反向补偿。VoxelDance Engineering (VDE) 软件提供了“变形补偿”功能，降低了打印过程中的变形量，确保零件精度。该功能可以实现在零件初次打印变形量过大时，根据打印结果对零件进行迅速调整，使得后续打印件更为接近原始设计尺寸，从而提升产品的整体质量。

END

精准预测零件变形和开裂，对于降低金属3D打印风险、成本几乎是老生常谈。但如何用好仿真，却需要积累经验。极度复杂的零件想要实现一次打印成功是很困难的，需要工程师结合仿真结果来优化打印方案，不断进行设计仿真制造迭代才可真正实现仿真工具的作用。作为国产金属3D打印仿真自主品牌，漫格科技推出的VDE软件，无疑补齐了行业短板，助力我国金属3D打印高质量制造。

申请试用或了解更多信息，请联系：Sales@voxeldance.com。

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