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VDE 仿真软件 | 金属增材变形补偿,完美解决装配精度问题!

VDE 仿真软件 | 金属增材变形补偿,完美解决装配精度问题! VoxelDance 漫格科技
2026-02-05
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导读:增材制造行业长期面临复杂零件变形难题,在高精度复杂零件的生产中,传统方法难以保证打印精度。本文以义齿零件为例,展示VDE软件如何通过仿真预测和变形补偿,高效实现复杂零件的高精度打印。

高精度零件的打印一直是增材制造行业的难点之一。打印这些零件过程中的发生的变形问题会影响产品最终的使用和装配。尽管可以通过添加支撑等方式,控制打印过程中出现的变形,但对于一些结构较为复杂的零件,添加支撑也似乎难以避免变形。因此一款能够通过快速仿真来实现变形补偿的软件就变得尤为重要。

VoxelDance Engineering (VDE)是由漫格科技自主研发的一款增材制造仿真软件,它不仅拥有精确的仿真能力,还可以基于扫描结果对零件进行变形补偿优化。软件的求解算法利用GPU并行加速,相对于传统的有限元求解算法,提速了5-10倍


个性化种植义齿,遇装配精度难题


随着种植义齿的个性化需求越来越大,增材制造技术在齿科领域逐渐成熟。但是3D打印种植体与种植基台的装配精度一直是困扰业界的难题。广州瑞通增材公司在国内首次推出了完整的齿科增减材复合制造(Additive-Subtractive Hybrid Manufacturing, ASHM)一体化解决方案,利用漫格科技的仿真软件,成功解决了3D打印种植体与基台装配精度难题。


义齿零件(马龙桥)的外部存在多个用于后续加工的定位环(图1),并且定位环的变形量需要控制在0.10mm 以内所以它的加工难度比较大,装配精度要求非常高。


图1 原始牙模零件



变形补偿功能,显著提高零件精度


瑞通增材通过使用漫格科技VoxelDance Additive对原始牙模零件进行了数据处理,按经验通过添加支撑的方式,来控制零件变形,然后进行切片打印(图2)。打印后发现,变形依旧存在,定位环远超出了装配所需的尺寸要求,显然是不符合精度要求的。


图2 原始牙模的实际打印结果


随后,工程师利用VoxelDance Engineering(VDE)对原始牙模进行了仿真处理,它能够对增材制造过程进行全流程工艺仿真,分析并进行变形补偿,帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。仿真后,观察其变形程度(图3)与打结果中的变形趋势一致。

图3 原始牙模仿真结果



工程师对打印出的零件进行了实验室扫描,得到含有零件变形信息的模型,并将其与原始牙模模型进行了拟合。通过对打印前后两个模型的几何信息进行比对,计算得到该牙模的位移场(图4)。从图中清晰地看到打印件变形场的分布情况,多个位置超出了最大位移限制。

图4 牙模打印后位移场


最后工程师将扫描得到的位移场信息反向施加到原始零件的模型上,对零件进行变形补偿,得到补偿后的零件打印数据。补偿零件在打印过程中依旧会发生变形,但变形后的补偿零件会更加接近原始零件的设计尺寸。将零件的变形量控制在了0.10mm内,完成了装配任务。

为了验证补偿效果,我们将补偿零件进行了实际打印并再次扫描。将其与原始模型比对后发现变形量显著降低,完全满足定位环的精度要求(图5)。



图5 补偿后牙模的位移场



VDE基于扫描结果,反向补偿


扫描结果的变形补偿,是根据打印件扫描得到的位移场对原始零件进行反向补偿。VoxelDance Engineering (VDE) 软件提供了“变形补偿”功能,降低了打印过程中的变形量, 确保零件精度。该功能可以实现在零件初次打印变形量过大时,根据打印结果对零件进行迅速调整,使得后续打印件更为接近原始设计尺寸,从而提升产品的整体质量

广州瑞通增材是一家以金属增材制造为技术核心,集自主研发生产和销售于一体的高新技术企业,也是国内最早将金属3D打印技术应用于齿科行业的企业之一,目前产业规模位居行业前列,在齿科增材制造领域提供完整的材料、设备、工艺以及后处理解决方案。

齿科义齿零件(马龙桥)是由广州瑞通增材推出的M-150金属3D打印机完成。M-150具备高精度金属打印能力,与VDE软件无缝配合后,复杂零件的打印变得更为高效可靠。

图6 M-150金属3D打印机


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关于【VoxelDance Additive】软件

VoxelDance Additive,由上海漫格科技有限公司自主研发,是一款集成了建模、仿真与制造功能的增材制造(3D打印)工业软件平台。该平台包括设计软件VoxelDance Design、仿真软件VoxelDance Engineering以及制造软件VoxelDance Manufacturing,旨在为企业提供一站式的3D打印解决方案。

VoxelDance Additive 软件平台通过整合设计、研发、制造、仿真、路径规划和打印任务管理等关键环节,构建了一个无缝的增材制造数字流程。这一流程不仅优化了数据传输的效率,还显著降低了数据丢失或失真的可能性,从而为企业显著提升生产效率、产品质量,并有效降低制造成本。

该平台支持包括LPBF、SLA、DLP/LCD、SLS、砂型、微纳在内的多种工业级增材制造技术,服务于航空航天、快速原型、鞋模设计、树脂与金属齿科、珠宝设计、医疗器械、教育研究、工业模具以及消费品制造等多个行业。
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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。
 一家致力于智能制造,具有自主创新能力的3D打印软件开发公司,以增材制造工业软件解决方案和服务,最终实现落实数字化工厂生产制造。


我们的使命:  通过提供有益于我们客户业务的,关于增材制造的深厚学识,创新、学习和构建软件,并加速数字工厂的出现。
我们的愿景:  通过团队全球共享想法,赋予人们设计能力和灵感,让用户自信地创造与发明。



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