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【數位製造】Fraunhofer模擬軟體加速大規模定制時代的來臨!

大家都知道:大規模定制或個性化大規模生產,是一個必然的製造趨勢。
然而,靈活的電腦輔助製造系統生產定制產品不僅僅是一個時髦的詞,更是一個前瞻性的生產模式。
能結合低成本大批次生產與個性化定制的彈性,有效滿足成本與定制化兩個需求。
所以,仍有一些重要的問題需要解決。

目前實施大規模定制的最大障礙之一是缺乏足夠的質量檢驗與測試手段。
如果沒有標準化的方法來更好的預測加工過程,那麼通過試錯的方法取得的加工經驗是成本昂貴的。

但這一切可能即將改變,德國Fraunhofer研究所宣佈推出一個新的模擬軟體,將有助於預測和捕捉缺陷,並引導使用者走向潛力的個性化大規模生產解決專案。

算法助力個性化規模生產:
很多製造商不清楚如何考慮材料的特性,以及這些特徵如何影響最終產品或其加工效能。
大多數時候能夠獲得滿意的列印結果,基於製造商不斷嘗試,不斷「交學費」的結果。


當然,除了材料的特性,現用的不同的增材製造裝置其細節上的工藝也有不少差異,建模和模擬的挑戰是捕捉來自特定製造商的獨特性。
從質量和認證的角度來看,模擬軟體需要配合不同的裝置基於物理的可量化的機器參數,建立資料檔案。
其他的因素,內含材料後處理變異影響增材製造結果的效能亦需要考慮進來。

這帶來了模擬的複雜性。相對來說實現增材製造建模需要達到的幾何形狀是比較簡單的,難度在於實現那些尤其是航空航天領域非常嚴格的效能標準,內含強度和疲勞效能。

模擬軟體自身也需要不斷地改善,這需要聯合整個增材製造生態系統,模擬軟體需要與機器製造商合作,以獲得裝置的物理參數權利
需要與材料提供者合作,以保證材料科學指標是正確的;需要與測試專家合作,以確保正在測試的零件是正確的
需要和與使用者合作,以確保得到更多的預測結果與實際效果之間符合的權利。
根據所有的材料、裝置和產品的關鍵訊息,預測如何改變材料,機器和建模。
模擬最終的目的是為了使人們不需要交「學費」,將裝置當成試驗品,模擬的目的是不浪費時間和金錢,避免錯誤發生。

Fraunhofer軟體承諾,創造從設計到模擬模擬之間的平滑過渡,而且Fraunhofer的方法適用於許多不同的製造工藝和不同的材料。具體來說這款軟體解決專案是由Fraunhofer IGD電腦圖形學研究所開發的,核心是基於數學算法。通過基於物理的模擬模型推導加工過程,根據那些限定條件,Fraunhofer軟體計算內定應力的分佈和絕對值,可以判斷零件的質量是否穩定。Fraunhofer軟體軟體的開發將推動分散式製造的快速發展,分散式製造的理念是產品生產的單位時間消耗變得無足輕重,1萬個分散式製造點生產出單個成品,與1萬個成品在1個加工廠製造,其產能一樣。而且前者無需倉儲、物流的環節。

在分散式製造平台上,任何人即使不具備建模的知識,但只要有產品設計的創意,就可以和設計師及時進行溝通,設計出自己想要的數字模型,然後通過3D印表機來實現;另一方面,這個平台必須能夠確保證設計師贏利,設計師的創造力、創意思維才能源源不斷地發揮出來。一旦解決了這些問題,網際網路與製造業就可以徹底打通。有了完善的設計師平台,在人群聚集的網際網路上,創新創新思想就可以得到實現;有了基於3D列印生態環境的的分散式製造點,可以為製造中心周邊的普通使用者提供個性化定制的產品。

Fraunhofer模擬軟體將使得生產的質量更加可預測可控制,減少設計師來來回回試錯的成本,節約設計時間並減少製造浪費。3D科學谷將對Fraunhofer模擬軟體的發展保持後續追蹤與關注。

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