增材制造研究机构鲁汶大学使用集成化的3DXpert来减少对其他软件的依赖
鲁汶大学增材制造研究小组由鲁汶大学机械制造系教授 Ir. Ing. Brecht Van Hooreweder领导,其正在开展与激光增材制造相关的不同领域的研究活动,包括:
扩充增材制造材料库,包括陶瓷、铝和生物材料;
通过分析微观结构、纹路、孔隙度和热应力,研究与静态和动态机械特性相关的工艺条件;
优化软硬件的机械设计和工艺;
增强对X光、CT、过程监控和后处理的质量控制。
为进一步支持研究活动的开展,增材制造研究小组专门建立了一间实验室,配备了增材制造硬件(包括3D打印机、后处理设备、寿命测试设备、测量设备、粉末生产设备)和软件解决方案,这些软硬件部分由供应商提供,部分自行研发。
“将3DXpert软件和打印机结合起来使用,能够很好地达到我们的研发目标,那就是为整个金属增材制造流程寻找一个综合解决方案。在此之前,我们必须使用独立的软件和硬件产品,导致工作流程十分复杂化,甚至有些重要的流程根本无法实现,”Ir. Ing. Van Hooreweder教授说道。
“ 将3DXpert软件和打印机结合起来使用,能够很好的实现研发目标,这是一个串联金属增材制造工艺研发流程的解决方案。”—Ir. Ing. Van Hooreweder教授
为研究增材制造的Ti6Al4V 网格结构的复杂载荷条件,鲁汶大学的研究人员使用3DXpert设计了一种网格结构几何体,其具有变化的孔隙梯度。研究人员对这种新设计的几何结构进行了准静态拉伸、拉-拉、拉-压和压-压疲劳试验。研究结果《Fatigue life of additively manufactured Ti6Al4V scaffolds under tension-tension, tension-compression and compression-compression fatigue load》发表在Nature出版集团旗下刊物《科学报告》(Scientific Reports )。
Jitka Metelkova表示,“3DXpert能够快速灵活地设计出所需的定制网格结构,正如本例中的疲劳样品,它具有很好的孔隙梯度,加快了我们的研究进度。”
鲁汶大学机械工程系设有一门增材制造课程,讲述了各种增材制造方法对应的主要原理,并概述了增材制造行业的最新研究成果和当前遇到的研究挑战。
为确保未来的工程师能够适应增材制造研究和制造环境,增材制造课程框架中也包含了使用3DXpert软件进行扫描策略设计的教学内容。
鲁汶大学从一开始就积极参与增材制造研究,也对增材制造技术的未来充满信心。他们也将持续加大投资,解决增材制造技术的应用障碍。
“未来几年我们的目标包括准确预测增材制造得到的金属网格结构的疲劳寿命,研究实体区域和多孔介质区域混合的情况,并确保零部件质量好、可重复性高,”Ir. Ing. Van Hooreweder教授说道。“我们过去与Oqton 和3D Systems的合作非常成功、卓有成效,相信接下去也一定能合作愉快。”
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