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增材制造中的大数据管理

聚合物的添加剂制造正在从快速原型制造转变为真正的工业生产技术。虽然它为行业带来了宝贵的机会,但它也给工程师带来了一系列挑战:最终部件的机械性能的可靠性仍然存在一些不确定性,并且标准工程工具并未完全支持。为了支持这种转变,需要对每天应用于传统制造流程的工程工作流程进行审查和调整,以促进新技术的引入。提出了一种用于塑料和复合材料增材制造的整体模拟方法:它允许使用多尺度材料建模技术,处理增材制造中涉及的几个尺度必不可少,以预测印刷过程的重要影响,如翘曲,收缩和残余应力。这些输出可以很容易地用于模拟作为材料和其他重要的印刷工艺参数(例如刀具路径)的函数的印刷部件的有效机械性能。

在物理和虚拟情况下,为了优化整个过程,在全球范围内,有必要跟踪材料行为和工艺参数,以完全表征制造零件。例如,在SLS添加剂制造中,这些参数包括但不限于:粉末尺寸,粉末再循环百分比,机器校准和特定软件版本,打印速度和构建路径。因此,面临的挑战是量化过程中的可变性,以实现一致且可重复的部分。需要一个支持跨多个批次的全面数据收集,管理和可追溯性的系统来应对这些挑战。这使得制造工艺参数和零件性能之间的相关性成为可能,从而揭示了工艺变化的关键影响; 此外,收集过程数据可以使用统计模型提供预测性部件性能。最后,数据可追溯性可用于校准和解释两台印刷机之间的变化,以确保质量控制。

近年来,流程管理的引入和日益重视使业界转向交互式应用程序,批量自动化,基于Web的新技术以及监控高质量企业数据的完整数据生命周期的能力。这样的系统在工程界中提出了几个关键的好处。为了支持全面的数据收集,管理和可追溯性,系统必须能够:

  • 捕获数据,包括:过程信息,原材料,机器规格,检验数据,机械测试和表征

  • 为修改,审核和批准工作流程提供受控访问

  • 保持从制造过程到测试部件的可追溯性和谱系信息

  • 执行/自动化统计工具和数据可视化等流程

  • 维护服务中部件生命周期内的数据

  • 提供关键信息以建立检查周期计划

所有这些要求都定义了下一代材料工艺和管理系统,必须作为COTS(商业现货)解决方案提供。首先,它允许传播大量物理测试和虚拟模拟的材料数据。其次,在整个材料生命周期中,数据捕获和材料测试数据分析的自动化成为可能。第三,工作流程和批准的定义可以应用最佳实践来有效地管理业务信息流。最后,与具有可扩展Web协议的商业或专有CAE,CAD和PLM工具的集成通过过程控制和可追溯性实现知识产权?;?。

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