中科煜宸軟件團隊面向金屬增材制造的“數字設計、規模生產(chǎn)、智能控制”開(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)研究,
包括:圖像特征識別與分類(lèi)、多源異構數據分析、路徑動(dòng)態(tài)規劃等。
現已形成增材制造專(zhuān)用軟件體系RASIC:
裝備安全健康管理系統RC-ARGUS、增材制造過(guò)程仿真軟件RC-AMProSim、在線(xiàn)監控RC-IPM、路徑規劃軟件RC-CAM。
軟件與增材制造設備已實(shí)現高效協(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(jué)及PID控制方法對激光定向能量沉積增材制造熔池形貌進(jìn)行實(shí)時(shí)監控,降低金屬3D打印過(guò)程中的不穩因素,有效提高沉積質(zhì)量和沉積效率;同步記錄熔池圖像數據和實(shí)時(shí)功率,便于工藝人員對成形過(guò)程做深入的分析和優(yōu)化。
該軟件是中科煜宸基于西門(mén)子NX平臺中的Multi Axis Deposition模塊開(kāi)發(fā)的增材制造路徑規劃和減材加工路徑規劃一體化平臺,配置機床三軸、機床五軸四聯(lián)動(dòng)、機床五軸五聯(lián)動(dòng)等多種增減材制造裝備結構,以及西門(mén)子828D、840D,華中數控、廣州數控等多型號國產(chǎn)數控系統,機器人控制系統等的后處理器,可直接輸出裝備運動(dòng)數控程序。在該軟件平臺上拓展形成的“裝備結構+數控系統”數字化增減材制造裝備模型庫,可實(shí)現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)化零件打印路徑規劃策略,檢查設備運動(dòng)過(guò)程中的干涉碰撞情況;根據待打印零件的幾何特征情況,可對非標類(lèi)增減材制造裝備進(jìn)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(diǎn)的金屬零件打印軌跡規劃需求,提供成熟的打印過(guò)程整機全三維運動(dòng)仿真軟件。軟件主要功能包括:面向常規結構零件的平面切片軌跡規劃;面向具有任意軸截面形狀(或母線(xiàn))的回轉體類(lèi)零件打印軌跡規劃;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(cháng)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劃;面向CNC機床增材設備(帶雙軸數控轉臺)或庫卡機器人增材設備(帶雙軸變位機)的打印過(guò)程全三維運動(dòng)仿真。
RC-CAE軟件是一套基于 ANSYS 軟件平臺二次開(kāi)發(fā)形成的面向金屬增材制造定向能量沉積工藝(DED)的專(zhuān)業(yè)工藝仿真系統。軟件考慮溫度相關(guān)的材料非線(xiàn)性屬性,基于工藝文件的運動(dòng)路徑信息,模擬增材工藝的材料堆積過(guò)程,可以詳細模擬零件分區、打印路徑以及熔融冷卻的相變過(guò)程對增材制造過(guò)程的影響,預測增材制造過(guò)程中的溫度、應力和變形,優(yōu)化工藝參數,從而保證打印質(zhì)量和打印效率,避免低效的試錯過(guò)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據表,數據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(shí)間等信息,以用于模擬材料的堆積過(guò)程。 瞬態(tài)熱分析:采用單元生死技術(shù), 根據掃描路徑依次激活成型材料來(lái)模擬增材制造過(guò)程中狀態(tài)隨時(shí)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(guò)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(guò)程對溫度場(chǎng)的影響。 應力分析: 在瞬態(tài)熱分析的基礎上,通過(guò)熱應力耦合分析來(lái)進(jìn)行變形以及應力的分析;考慮溫度相關(guān)的非線(xiàn)性應力應變關(guān)系,模擬打印過(guò)程中材料的非線(xiàn)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(guò)程數據,提供多臺裝備統一健康運維(包括裝備的利用率、能耗、類(lèi)型分布、運行時(shí)長(cháng)排行、環(huán)境參數、狀態(tài))、多臺裝備的維護保養提示、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(guò)程的實(shí)時(shí)播放、裝備實(shí)時(shí)故障報警管理、歷史報警數據統計管理,可實(shí)現整個(gè)廠(chǎng)區所有裝備24小時(shí)實(shí)時(shí)監測。
軟件智能化程度高,提供裝備狀態(tài)參數的實(shí)時(shí)采集,可視化以及狀態(tài)參數的歷史數據的追溯(數據測點(diǎn)靈活可配)、裝備功能模塊的狀態(tài)顯示,裝備打印過(guò)程的實(shí)時(shí)播放、裝備實(shí)時(shí)故障報警管理、歷史報警數據統計管理,可實(shí)現單臺裝備24小時(shí)實(shí)時(shí)監測。