최첨단 3D 프린팅 시뮬레이션 소프트웨어를 제공하는 10개 회사

이전에 보았듯이 3D 프린팅은 프로토타입을 넘어 생산으로 빠르게 확장되고 있습니다. 그러나 이러한 전환에는 많은 제조업체가 인용하는 두 가지 문제인 공정 반복성 및 품질 보증과 함께 문제가 없는 것이 아닙니다. 따라서 제조업체가 더 큰 반복성과 신뢰성을 추구하기 위해 AM 프로세스를 최적화하는 방법을 찾고 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

시뮬레이션 소프트웨어는 이를 달성하는 한 가지 방법이 될 수 있습니다. 일관성과 고품질 부품을 가능하게 함으로써 시뮬레이션은 AM 프로세스를 더욱 개선할 수 있는 도구 중 하나입니다. 따라서 AM 제작을 위한 혁신적인 시뮬레이션 솔루션과 주요 기능을 제공하는 10개의 소프트웨어 회사 목록을 정리했습니다. 하지만 먼저 적층 제조에 시뮬레이션이 왜 중요한지 알아보겠습니다.

3D 프린팅 시뮬레이션 소프트웨어의 이점

성공적인 3D 프린팅 부품을 얻으려면 설계 및 생산 프로세스에 대한 이해가 필요합니다. 예를 들어 금속 부품은 다공성으로 인해 기계적 특성이 좋지 않거나 잔류 응력으로 인해 변형될 수 있습니다. 플라스틱의 경우 부품이 휘거나 파손되거나 베드 접착 문제가 발생할 수 있습니다. 시행착오 방식을 채택하는 것은 반복 가능한 프로세스를 찾는 회사의 일반적인 접근 방식이었지만 성공적인 인쇄를 달성하기 전에 인쇄 매개변수를 여러 번 수정해야 할 수 있습니다.

3D 프린팅의 부품 품질과 반복성에 대한 해답은 시뮬레이션 소프트웨어에 있을 수 있습니다. 이는 3D 프린팅 프로세스의 시뮬레이션을 의미하며 주요 이점은 다음과 같습니다.

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더 큰 성공 가능성 :시뮬레이션 소프트웨어는 부품의 설계 및 성능을 평가하여 인쇄 실패를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

AM 프로세스에 대한 더 나은 이해 :3D 프린팅 공정 시뮬레이션을 사용하면 프린팅 방향, 레이저 출력 및 속도, 지지대의 위치, 프린팅되는 부품에 미치는 영향과 같은 주요 변수를 더 쉽게 이해할 수 있습니다.

생산 최적화 :시뮬레이션이 부품 변형 가능성을 줄이는 데 도움이 되므로 생산 및 후가공 속도를 높이고 인쇄 프로세스를 보다 반복 가능하게 만들 수 있습니다.

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비용 절감 :부품 시뮬레이션은 인쇄 실패로 인한 재료 낭비를 최소화하여 적층 제조의 전체 비용을 줄일 수 있습니다.

3D 프린팅을 위한 10가지 시뮬레이션 소프트웨어 옵션

1. ANSYS 적층 인쇄

지원되는 기술 :SLM/DMLS

제공되는 기능 :미국에 기반을 둔 엔지니어링 시뮬레이션 회사인 ANSYS의 Additive Print 소프트웨어는 프린팅 프로세스의 다양한 요소를 예측하여 금속 부품의 설계를 검증하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 소프트웨어는 부품 제작을 시각화하여 잠재적인 왜곡과 잔류 응력의 영향을 받을 수 있는 부품 영역에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 소프트웨어를 사용하여 최적의 지지 구조를 자동으로 생성하고 왜곡 보정된 STL 파일을 생성할 수도 있습니다.

ANSYS는 Additive Print 솔루션 외에도 Additive Suite 및 Additive Science도 제공합니다. 전자에는 토폴로지 최적화 및 열 분석과 같은 추가 기능이 포함됩니다. 후자는 미세 조정 기계 및 재료 매개변수와 미세 구조 시뮬레이션에 사용되어 최종 인쇄 부품의 특성을 이해하는 데 도움이 됩니다.

2. Flow Science의 FLOW-3D

지원되는 기술 :SLM/DMLS, DED, 바인더 제팅

제공되는 기능 :미국에 본사를 두고 있는 Flow Science에서 개발한 FLOW-3D는 분말층 융합, DED 및 Binder Jetting을 포함한 다양한 3D 프린팅 공정의 측면을 시뮬레이션할 수 있습니다. 분말층 융합 기술을 사용하면 FLOW-3D를 사용하여 분말 분포, 분말의 레이저 용융, 용융 풀 형성 및 응고를 시뮬레이션할 수 있습니다. 이를 통해 사용자는 3D 인쇄 부품의 품질에 영향을 미치는 열 변형, 다공성 및 기타 문제를 정확하게 평가할 수 있습니다.

FLOW-3D는 적층 제조를 위한 새로운 금속 분말을 개발하는 연구실 및 학술 대학에 유용한 도구가 될 수 있습니다. 인쇄 공정에 대한 다중 물리학 접근 방식을 통해 FLOW-3D는 인쇄 매개변수를 최적화하고 분말 미세 구조에 대한 더 나은 이해를 제공하는 데 도움이 되는 귀중한 공정 통찰력을 제공합니다.

3. COMSOL Multiphysics®

지원되는 기술 :SLM/DMLS, SLS, FDM

제공되는 기능 :네덜란드 COMSOL에서 개발한 COMSOL Multiphysics® 소프트웨어는 플라스틱과 금속 모두에 대한 적층 제조 공정을 최적화하는 것을 목표로 합니다. 이 소프트웨어는 최종 형상, 변형 및 응력 수준과 같은 최종 제품의 기계적 및 미세 구조적 특성을 예측하는 데 도움이 됩니다. COMSOL의 소프트웨어는 공정 매개변수를 모델링하고 평가하여 최상의 인쇄 전략과 부품 형상을 식별하여 인쇄된 부품에 적합한 산업 품질을 달성합니다.

이 소프트웨어는 적층 제조 공정을 연구하는 연구팀과 적층 제조 부품의 품질과 성능을 확인하려는 산업 사용자에게 유용한 추가 기능이 될 수 있습니다.

4. ESI 적층 제조

지원되는 기술 :SLM/DMLS, DED

제공되는 기능 :프랑스 기업인 ESI는 제조 결함, 잔류 응력 및 다공성 수준 식별에 중점을 둔 시뮬레이션 도구를 개발했습니다. 프린팅 프로세스의 여러 물리적 측면을 처리함으로써 ESI Additive Manufacturing은 빌드 플랫폼에서 제거된 후 최종 재료 속성 및 품질(예:표면 거칠기 및 왜곡)은 물론 빌드되는 부품의 동작을 예측할 수 있습니다. .

5. AlphaSTAR Corporation의 GENOA 3DP

지원되는 기술 :SLS, SLM/DMLS

제공되는 기능 :연구원 및 상업 사용자를 대상으로 하는 GENOA 3DP 시뮬레이션 제품군은 추가로 생산된 부품의 변형, 잔류 응력, 균열 및 보이드를 예측할 수 있습니다. 최적의 인쇄 조건을 찾기 위해 소프트웨어 도구는 엔지니어에게 AM 재료 및 공정 매개변수를 복제하고 해당 매개변수의 약점을 평가할 수 있는 플랫폼을 제공합니다. GENOA 3DP는 원래 열가소성 수지를 염두에 두고 개발되었지만 시뮬레이션 도구는 최근 금속 AM 시뮬레이션 기능을 추가하도록 업데이트되었습니다.

6. e-Xstream의 Digimat-AM

지원되는 기술 :FDM, SLS

제공되는 기능 :Digimat-AM은 플라스틱 및 복합재료의 3D 프린팅 공정 시뮬레이션을 위한 e-Xstream의 솔루션입니다. Digimat-AM 소프트웨어는 재료의 기계적, 열적, 전기적 특성은 물론 부품의 뒤틀림, 잔류 응력 및 다공성을 계산할 수 있는 내장 재료 데이터베이스를 자랑합니다.

Digimat-AM의 흥미로운 기능 중 하나는 인쇄 과정에서 떨어져 있는 방향과 관련된 부품 성능을 분석하는 기능입니다. 이 기능은 부품의 Z축이 일반적으로 X 및 Y축보다 훨씬 약한 FDM에 특히 중요합니다. 시뮬레이션 데이터를 사용하여 엔지니어는 강도가 필수적인 영역이 X 및 Y축을 따라 인쇄되도록 최상의 인쇄 방향을 찾을 수 있습니다.

7. Additive Works의 암피온

지원되는 기술 :SLM/DMLS

제공되는 기능 :독일의 스타트업인 Additive Works에서 개발한 Amphyon은 금속 3D 프린팅 공정에 중점을 둡니다. Amphyon은 프린팅 프로세스 자체부터 빌드 플레이트에서 제거 및 2차 열처리와 같은 후처리 단계에 이르기까지 적층 제조 프로세스의 다양한 단계를 시뮬레이션할 수 있습니다.

이 소프트웨어는 일반적인 금속 3D 프린팅 문제를 처리하는 방법을 배우고 생산 최적화 방법을 찾는 회사에 적합합니다. 예를 들어, 시뮬레이션된 빌드업 프로세스의 도움으로 응력과 부품 변형을 계산하고 부품의 결함 없는 새로운 설계로 고려하여 부품 품질과 공정 안정성을 높일 수 있습니다.

8. Simufact의 Simufact 첨가제

지원되는 기술 :SLM/DMLS

제공되는 기능 :Simufact Additive는 독일 시뮬레이션 소프트웨어 전문업체 Simufact에서 개발한 클라우드 기반 소프트웨어 제품군입니다. 핵심 금속 AM 공정과 열처리와 같은 후속 단계를 재현하기 위한 일련의 도구를 제공합니다. 이 소프트웨어는 사용자가 최상의 빌드 방향을 식별하고 지원 구조를 자동으로 최적화하며 잠재적인 제조 문제를 식별하는 데 도움이 됩니다.

특히 매력적인 기능 중 하나는 왜곡 보정입니다. 이는 허용 가능한 편차를 정의한 다음 최소한의 변형으로 형상을 생성하여 부품의 왜곡을 자동으로 최적화하는 것을 말합니다. 이 도구를 사용하여 설계자와 엔지니어는 값비싼 테스트 인쇄를 피할 수 있습니다.

9. Autodesk의 Netfabb

지원되는 기술 :SLM/DMLS, DED

제공되는 기능 :Autodesk는 3D 프린팅을 위한 선도적인 소프트웨어 개발자 중 하나입니다. Autodesk Netfabb는 잘 알려진 생성 설계 기능 외에도 부품의 열 및 기계적 동작을 예측하고 가상 환경에서 변형을 식별할 수 있는 시뮬레이션 도구를 제공합니다. Netfabb Premium 및 Netfabb Ultimate에서 사용할 수 있는 클라우드 기반 기능을 통해 로컬 솔버보다 훨씬 빠르게 복잡한 부품에 대한 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다.

10. 다쏘시스템 SIMULIA

지원되는 기술 :SLM/DMLS, FDM, SLS

제공되는 기능 :SIMULIA는 시뮬레이션을 통해 인쇄 프로세스를 최적화하고 금속 및 복합재 부품의 부품 왜곡, 잔류 응력 및 미세 구조를 예측하는 데 사용되는 소프트웨어 제품입니다.

소프트웨어에는 다음을 돕는 도구 세트가 포함되어 있습니다. 머신 빌드의 예측 가능성 문제를 극복하기 위해 예를 들어 SIMULIA 소프트웨어를 사용하여 재료의 미세 구조를 시뮬레이션하고 인쇄 프로세스 중에 발생할 수 있는 재료의 모든 변경 사항을 캡처할 수 있습니다. 그런 다음 시뮬레이션 결과를 적용하여 특정 응용 분야에 가장 적합한 재료를 선택할 수 있습니다.

시뮬레이션 소프트웨어:신뢰성 및 자동화 향상을 위한 단계

생산을 위해 적층 제조를 사용하는 기업은 제조 공정의 모든 측면에서 시뮬레이션의 가치를 점점 더 인식하고 있습니다. 목록에서 볼 수 있듯이 많은 소프트웨어 회사는 최근 몇 년 동안 폭발적으로 성장한 금속 3D 프린팅을 솔루션으로 삼고 있습니다. 금속 AM의 경우 시뮬레이션은 인쇄 프로세스를 더 잘 이해하고 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 기술을 더 높은 반복성과 정확성으로 발전시켜 값비싼 시행착오 접근 방식을 극복하는 데 도움이 됩니다.

미래에는 특히 금속 3D 프린팅에서 문제를 예측하고 결함을 수정하고 프린팅 매개변수를 최적화할 수 있는 시뮬레이션 소프트웨어가 더욱 정확해질 것으로 기대합니다. 적층 제조가 더 큰 자동화로 이동함에 따라 시뮬레이션 소프트웨어는 이러한 전환을 가속화하고 스마트하고 고도로 최적화된 적층 생산을 위한 기반을 구축하는 데 중요한 요소 중 하나가 될 것입니다.