现今,3D打印硬件的发展已经远远超过了软件的发展,因此一个创新的3D打印软件解决方案是促进增材制造行业发展的关键因素。
由VoxelDance公司开发的3D打印数据处理软件—Voxeldance Additive,是3D打印流程中必不可少的一环。软件开放的参数设置和多策略的路径规划,可以帮助厂商提高打印效率和质量。
作为少有的国产自主工业级3D打印软件公司,VoxelDance与3D打印OEM厂商紧密合作,为厂商提供最优的软件解决方案,释放3D打印硬件潜能。
“VoxelDance软件具备了3D打印数据前处理所需要的所有功能,而且随着软件的不断升级,增加了自动支撑的类型,使得处理过程越来越高效。我们非常高兴地将VoxelDance融入我们整个流程链,将整套解决方案提供给欧洲的客户,并且提供了相应的培训,在市场上收获了很不错的反馈。尤其是在齿科打印领域….” ——张震,先临三维德国子公司,大客户经理
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最后,用最新的三维扫描仪来扫描开瓶器,将扫描数据和设计文件做对比,来看一下打印结果是否精确。
这个开瓶器挂件通过拓扑优化设计与有限元分析实现了两个目标:
1、通过产品形态上的调整,使打印的支撑结构最少化,以减少材料消耗、打印时间和后处理的成本。
2、经过强度和压力的模拟,进一步“削除”冗余,让整个开瓶器的设计简洁、精干。
SHINING 3D,公众号:先临三维数字化与3D打印造物乐趣 I 金属3D打印批量制造开瓶器挂件
在现有设计的基础上,针对增材制造技术,我设计了把手。这个时候我已经想好了,我要竖直打印这个零件,并且在竖直摆放这个零件后,不需要支撑就能打印。
确定好打印方向后,设计时,相对于水平面不能有小于45度的面。
下面,连接前面和后面的零件。为了让零件更加强壮,创建其他结构连接开瓶器和瓶盖接触的部位。在零件上面加了一个面,加上先临的LOGO。我也创建了一些圆角,使其能够更容易打印。
因为这是一个开瓶器钥匙圈,我们需要在后面加上一个洞,用来挂在钥匙扣上。
根据先临的机器设置,无支撑打印一个空洞的直径大小可以达到25mm。当然这里设计的孔洞远远小于这个数值,打印的时候不需要添加支撑。
接下来的部分是生成式设计验证。我们来看一下是如何进行的。
先在软件的材料表格中设置材料参数为【TI6AI4V】。
工程师选择了钛合金(Ti6Al4V 23级)材料,确保最终成品即轻巧又牢固耐用。钛合金这种增材制造材料,通常应用于航空航天、国防、汽车(含赛车)、医疗和牙科等行业。它具有良好的机械性能:抗拉强度 1250 MPa 屈服强度 1080 MPa 硬度 36 HRC 断裂延伸率 12±2 % 屈服强度 1080 MPa
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最重要的是设置力,我做了一些研究得到开瓶器和瓶盖的接触面上的力为160牛。我们也可以应用压力,重力和扭力,但这里我们只需要【固定】面,这里的固定面是前面固定瓶盖的面,这里的偏置距离,我们设定为0.5mm。
然后,我们设置一下加工设置参数。在这个优化设置中,我们可以设置对形状【没有影响】或者【镂空】或者【壁厚】或者【像支柱一样的结构】。我想要保持原来的形状,在重量上有一点点的优化。我会保持材料【材料传播】为0%。当然,我也要勾选【防止封闭的空隙产生】。
当我们点击【生成】,我们可以设置【学习质量】,这里会显示需要学习的时间。
如果我们想要减少质量,但我觉得一点点【减少质量】就够了,或者我们可以设置一个目标质量,或者设置一个【安全因子】。这里我觉得【安全因子】这个参数更加有意义,因为我们不想要我们的开瓶器断掉,然后我们点击生成。
生成完成后,你会看到模型会有一点点的变化。
你可以看到不同的压力水平,红色的为最高的压力,蓝色是最低压力。
首先,我们把我们的开瓶器导入到Voxeldance Additive软件。
因为STL文件是由三角面组成的,所以零件质量可能没有很完美。在Voxeldance Additive软件中有修复功能,可以自动修复或者进入修复模块来修复零件。


这里我们也可以看到0.5mm的间距有点过于接近平台了。我们再来做一次修改迭代。所有的零件以不同的方向摆放,同时零件到平台的边缘更宽,零件和零件的间距也变大了。
切片后,我们导出文件为.CLI文件,这些文件可以导入我们自己开发的软件【EPHatch】,并生成激光路径。
所以我们打开零件,和Voxeldance软件一样,我们可以一层一层的查看零件的切片。所以我们可以对所有零件填充路径或者填充部分零件。我把这些零件先合并了,这样软件就能更容易处理。现在【EPHatch】正在计算激光路径。

我们可以看到机器的控制界面,对其进行多种设置,比如,我现在在向下移动成型缸,我也可以用红色的按键将其回归到原位。
我也可以对供给缸做同样的操作,供给缸里面装的是我们的金属粉末,上面移动的记录仪表示金属粉末在被一层层地移动到左边,直到零件打印完成。
在这里我们也可以一层层的预览零件,如果我们选中一个零件,我们可以选择激光和扫描策略,我们可以重新放置零件,旋转,移动,或者其他操作。
点击右下角的下一步按键,点击准备,开始准备机器。也可以直接点击【GO】,机器会先开始准备,然后开始立刻打印。
打印完成后,我们会得到一个文件,在打印过程中,机器会不停的测量底部工具栏里所有的尺寸,并且调整参数,例如氧气含量。这些参数都会被追踪,并且生成一个包含所有物理传感器功能的MQTT的报告,并发送到数据库,来连接机器和生产系统。


确认好文件后,我们取出这些零件并对其进行后处理。因此我们需要先等零件冷却,再去除零件。我们会回收这些金属打印粉末,为下一次打印使用。
使用三维扫描仪AutoScan Inspe来验证我们的打印质量。
三维扫描仪由两个5百万像素的摄像头,旋转平台和其他高精度组件(精度小于10um)组成。我们需要编辑一下数据,或者裁切一下扫描的平台。之后,我们旋转零件方向,再次扫描。我们将两个扫描数据合并一下,最后得到最终的STL文件。
关于VoxelDance
由两个英文单词组成,Voxel和Dance。
Voxel的意思是体素,是在三维空间中的最小元素。
Dance的意思是跳动。
VoxelDance的中文字面意思可以理解为“体素跳动”。
我们公司的中文名:上海漫格科技有限公司。
致力于增材制造工业软件CAD/CAM,
为智能制造提供最专业的软件解决方案和服务。
希望能将“软件科技创新”应用到3D打印中,
助力3D打印的发展。
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