När vi ser allt större intresse från olika industrivertikaler att ta fram slutprodukter blir det också allt viktigare med repeterbarhet och förutsägbarhet i produktionsapparaten. Amerikanska 3DSIM utvecklar programvara för att kunna simulera en 3d-printproduktion, något de hoppas ska kunna leda till färre fel och bättre repeterbarhet.
De additiva tekniker som främst används för slutprodukter är pulverbäddsteknik med laser eller elektronstråle, EBM. Tekniken är beroende av empiriska tester för att garantera kvalitet och pålitlighet. Det kostar både tid och pengar att utföra flera skarpa produktioner tills alla resultat är godkända.
3DSIM hävdar att deras programvara kan simulera flera av de kritiska parametrar som avgör huruvida en produktion blir lyckad eller ej. Det är allt från processparametrar, maskinbeteende och materialegenskaper, till energiinput, byggvinkel och scanningsstrategi.
Visst finns det andra simuleringsverktyg på marknaden. 3DSIM menar att dessa antingen är för långsamma eller att de inte kan lösa problem i en produktionsmiljö med en rörlig energikälla och så många varierande geometrier. Dessutom är de inte framtagna specifikt för additiv tillverkning och de processer och material som används här.
Det första steget i en produktionssimulering med 3DSIM:s är att samla in all nödvändig information om produktionen. Här ingår en modellbaserad generering av de olika bygglagren, materialegenskaper och det scanningsmönster som 3d-printerutrustningen i fråga använder.
I ett av företagets publicerade tester har man producerat en identisk komponent i samma material och samma utrustning och endast ändrat byggvinkeln. Resultatet visade att den komponent byggdes vertikalt hade avsevärt högre grad av inre spänning än den som byggdes horisontellt. Man kunde även se variationer på mikrostrukturnivå. Dessutom var två identiska komponenter märkbart olika i form. Stödstrukturer och vinkeln på dessa visade sig också ha en inverkan på kvaliteten i det att efterbearbetningen påverkade integriteten.
Hur passar då 3DSIMs verktyg in i en produktionsmiljö? Det återstår att se när 3d-printerleverantörerna lyfter frågan om kvalitetskontroll och simulering upp på sin dagordning. Det kanske inte dröjer så långt tills dess. Nederländska Additive Industries, vars kommande MetalFAB1 vi tidigare skrivit om, har ingått ett samarbete med 3DSIM. Med sin 3d-printer vänder sig Additive Industries direkt mot slutprodukter och genom samarbetet vill man visa för potentiella kunder att repeterbarhet och konsekvent kvalitet i produktionen är en nyckelfråga.
– Brent Stucker (3DSIM:s vd, reds anm.) och hans team förstår precis som vi sambandet mellan variationerna i de olika processparametrarna och det slutliga resultatet, säger Daan Kerstens, vd, Additive Industries. Genom att integrera deras verktyg i vårt arbetsflöde kommer våra användare att kunna förutsäga kvaliteten på det de producerar och samtidigt öka produktionsvolymen.
