中科煜宸軟件團隊面向金屬增材制造的“數(shù)字設計、規(guī)模生產(chǎn)、智能控制”開展關鍵核心技術研究,
包括:圖像特征識別與分類、多源異構數(shù)據(jù)分析、路徑動態(tài)規(guī)劃等。
現(xiàn)已形成增材制造專用軟件體系RASIC:
裝備安全健康管理系統(tǒng)RC-ARGUS、增材制造過程仿真軟件RC-AMProSim、在線監(jiān)控RC-IPM、路徑規(guī)劃軟件RC-CAM。
軟件與增材制造設備已實現(xiàn)高效協(xié)同,并成功應用于航空航天、模具等行業(yè)的零件制造。
軟件采用機器視覺及PID控制方法對激光定向能量沉積增材制造熔池形貌進行實時監(jiān)控,降低金屬3D打印過程中的不穩(wěn)因素,有效提高沉積質量和沉積效率;同步記錄熔池圖像數(shù)據(jù)和實時功率,便于工藝人員對成形過程做深入的分析和優(yōu)化。
該軟件是中科煜宸基于西門子NX平臺中的Multi Axis Deposition模塊開發(fā)的增材制造路徑規(guī)劃和減材加工路徑規(guī)劃一體化平臺,配置機床三軸、機床五軸四聯(lián)動、機床五軸五聯(lián)動等多種增減材制造裝備結構,以及西門子828D、840D,華中數(shù)控、廣州數(shù)控等多型號國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng),機器人控制系統(tǒng)等的后處理器,可直接輸出裝備運動數(shù)控程序。在該軟件平臺上拓展形成的“裝備結構+數(shù)控系統(tǒng)”數(shù)字化增減材制造裝備模型庫,可實現(xiàn)對中科煜宸增減材裝備標準機型的全方位虛擬操作使用,優(yōu)化零件打印路徑規(guī)劃策略,檢查設備運動過程中的干涉碰撞情況;根據(jù)待打印零件的幾何特征情況,可對非標類增減材制造裝備進行優(yōu)化設計。
面向激光送粉與電弧送絲增材制造及修復工藝,針對不同結構特點的金屬零件打印軌跡規(guī)劃需求,提供成熟的打印過程整機全三維運動仿真軟件。軟件主要功能包括:面向常規(guī)結構零件的平面切片軌跡規(guī)劃;面向具有任意軸截面形狀(或母線)的回轉體類零件打印軌跡規(guī)劃;面向曲面基體表面形體特征(如葉輪葉片、螺旋槳葉片、隨任意曲面表面生長的凸起特征,如筋條、加強框等)打印或模具表面熔覆等特殊用途的曲面切片軌跡規(guī)劃;面向CNC機床增材設備(帶雙軸數(shù)控轉臺)或庫卡機器人增材設備(帶雙軸變位機)的打印過程全三維運動仿真。
RC-CAE軟件是一套基于 ANSYS 軟件平臺二次開發(fā)形成的面向金屬增材制造定向能量沉積工藝(DED)的專業(yè)工藝仿真系統(tǒng)。軟件考慮溫度相關的材料非線性屬性,基于工藝文件的運動路徑信息,模擬增材工藝的材料堆積過程,可以詳細模擬零件分區(qū)、打印路徑以及熔融冷卻的相變過程對增材制造過程的影響,預測增材制造過程中的溫度、應力和變形,優(yōu)化工藝參數(shù),從而保證打印質量和打印效率,避免低效的試錯過程。 軟件的功能特色有: 掃描路徑模擬:將打印程序的控制指令信息轉換為仿真可以讀取的路徑數(shù)據(jù)表,數(shù)據(jù)表描述掃描路徑的坐標位置、掃描速度、激光狀態(tài)以及停留時間等信息,以用于模擬材料的堆積過程。 瞬態(tài)熱分析:采用單元生死技術, 根據(jù)掃描路徑依次激活成型材料來模擬增材制造過程中狀態(tài)隨時間變化的熱傳遞行為。瞬態(tài)熱分析的熱源為激光功率輸入,邊界條件為制件、基板與環(huán)境的對流換熱以及輻射,并考慮相變過程中產(chǎn)生的潛熱,從而模擬在能量作用下,熔池附近的材料經(jīng)歷反復的熔融凝固過程對溫度場的影響。 應力分析: 在瞬態(tài)熱分析的基礎上,通過熱應力耦合分析來進行變形以及應力的分析;考慮溫度相關的非線性應力應變關系,模擬打印過程中材料的非線性彈塑性行為,以準確描述其應力應變狀態(tài)。
軟件采用云平臺管理增材制造過程數(shù)據(jù),提供多臺裝備統(tǒng)一健康運維(包括裝備的利用率、能耗、類型分布、運行時長排行、環(huán)境參數(shù)、狀態(tài))、多臺裝備的維護保養(yǎng)提示、打印層圖像采集及存儲、裝備功能模塊的狀態(tài)顯示,裝備打印過程的實時播放、裝備實時故障報警管理、歷史報警數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理,可實現(xiàn)整個廠區(qū)所有裝備24小時實時監(jiān)測。
軟件智能化程度高,提供裝備狀態(tài)參數(shù)的實時采集,可視化以及狀態(tài)參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)的追溯(數(shù)據(jù)測點靈活可配)、裝備功能模塊的狀態(tài)顯示,裝備打印過程的實時播放、裝備實時故障報警管理、歷史報警數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理,可實現(xiàn)單臺裝備24小時實時監(jiān)測。