10 家提供尖端 3D 打印模拟软件的公司

正如我们之前所见，3D 打印正在迅速从原型扩展到生产。然而，这种转变并非没有挑战，工艺可重复性和质量保证是许多制造商提到的两个问题。因此，制造商正在寻找优化增材制造工艺以追求更高的可重复性和可靠性也就不足为奇了。

仿真软件可能是实现这一目标的一种方式。通过实现一致性和更高质量的零件，模拟是一种可以进一步改进 AM 流程的工具。因此，我们汇总了 10 家为 AM 生产提供创新模拟解决方案的软件公司及其主要功能。但首先，让我们找出为什么仿真对于增材制造很重要。

3D 打印模拟软件的优势

获得成功的 3D 打印部件需要了解设计和生产过程。例如，金属零件可能因孔隙率而具有较差的机械性能，或因残余应力而变形。就塑料而言，零件可能会翘曲、失效或存在床粘附问题。虽然采用试错法是寻求可重复流程的公司的常用方法，但这可能涉及在实现成功打印之前多次修改打印参数。

3D 打印中零件质量和可重复性的答案可能在于模拟软件。这指的是对 3D 打印过程的任何模拟，其中一些主要优点包括：

• 更大的成功机会 ：模拟软件可以通过评估零件的设计和性能来帮助避免打印失败。
• 更好地了解 AM 流程 ：通过 3D 打印过程模拟，可以更轻松地了解关键变量，例如打印方向、激光功率和速度、支撑位置，以及它们如何影响正在打印的零件。
• 优化生产 ：由于模拟有助于降低零件变形的可能性，因此可以提高生产和后处理的速度，并使打印过程更具可重复性。

• 降低成本 ：零件模拟可以最大限度地减少因打印失败而造成的材料浪费，从而降低增材制造的总体成本。

10 种用于 3D 打印的模拟软件选项

1. ANSYS 增材打印

支持的技术 ：SLM/DMLS

提供什么 ：来自美国工程仿真公司 ANSYS 的 Additive Print 软件通过预测打印过程的各种元素来帮助验证金属零件的设计。例如，该软件可以帮助对零件的制造进行可视化，从而深入了解可能受残余应力影响的零件的潜在变形和区域。该软件还可用于自动创建最佳支撑结构并生成失真补偿 STL 文件。

除了 Additive Print 解决方案之外，ANSYS 还提供 Additive Suite 和 Additive Science。前者包括拓扑优化和热分析等附加功能。后者用于微调机器和材料参数以及微观结构模拟，这有助于了解最终打印部件的属性。

2. Flow Science 的 FLOW-3D

支持的技术 ：SLM/DMLS、DED、粘合剂喷射

提供什么 ：由总部位于美国的 Flow Science 开发，FLOW-3D 能够模拟各种 3D 打印过程的各个方面，包括粉末床融合、DED 和粘合剂喷射。借助粉末床融合技术，FLOW-3D 可用于模拟粉末分布、粉末的激光熔化、熔池形成和凝固。通过这样做，用户可以准确地评估热变形、孔隙率和其他影响 3D 打印部件质量的问题。

FLOW-3D 可以成为研究实验室和学术大学开发用于增材制造的新型金属粉末的有用工具。通过对打印过程采用多物理场方法，FLOW-3D 提供了宝贵的过程见解，有助于优化打印参数并更好地了解粉末微观结构。

3. COMSOL Multiphysics®

支持的技术 ：SLM/DMLS、SLS、FDM

提供什么 ：COMSOL Multiphysics® 软件由荷兰 COMSOL 公司开发，旨在优化塑料和金属的增材制造工艺。该软件有助于预测最终产品的机械和微观结构特性，如最终形状、变形和应力水平。通过建模和评估工艺参数，COMSOL 的软件确定最佳打印策略和零件几何形状，以实现打印零件的正确工业质量。

对于研究增材制造工艺的研究团队以及希望验证增材制造零件的质量和性能的工业用户来说，该软件可能是一个有用的补充。

4. ESI 增材制造

支持的技术 ：SLM/DMLS、DED

提供什么 ：法国公司 ESI 开发了其仿真工具，重点是识别制造缺陷、残余应力和孔隙率水平。通过处理打印过程的多个物理方面，ESI 增材制造可以预测零件在构建时的行为以及从构建平台移除后的最终材料属性和质量（例如，表面粗糙度和变形） .

5. AlphaSTAR Corporation 的 GENOA 3DP

支持的技术 :SLS, SLM/DMLS

提供什么 ：针对研究人员和商业用户，GENOA 3DP 模拟套件可以预测加法生产的零件的变形、残余应力、断裂和空隙。为了找到最佳打印条件，该软件工具为工程师提供了一个平台来复制 AM 材料和工艺参数并评估这些参数的弱点。虽然 GENOA 3DP 最初是为热塑性塑料开发的，但最近更新了模拟工具以添加金属 AM 模拟功能。

6. e-Xstream 的 Digimat-AM

支持的技术 ：FDM、SLS

提供什么 ：Dig​​imat-AM 是 e-Xstream 的解决方案，用于模拟塑料和复合材料的 3D 打印过程。 Digimat-AM 软件拥有一个内置的材料数据库，可以计算材料的机械、热和电特性，以及零件的​​翘曲、残余应力和孔隙率。

Digimat-AM 的一个有趣功能是能够分析部件性能，因为它与打印过程中的分离方向有关。此功能对于 FDM 尤为重要，其中零件的 Z 轴通常比 X 轴和 Y 轴弱得多。通过使用模拟数据，工程师可以找到最佳打印方向，以确保沿 X 轴和 Y 轴打印强度至关重要的区域。

7. Additive Works 的 Amphyon

支持的技术 ：SLM/DMLS

提供什么 ：Amphyon 由德国初创公司 Additive Works 开发，专注于金属 3D 打印工艺。 Amphyon 可以模拟增材制造过程的各个阶段，从打印过程本身到后处理步骤，如从构建板上移除和二次热处理。

该软件适用于学习如何处理常见金属3D打印问题并寻找优化生产方法的公司。例如，在模拟组装过程的帮助下，可以计算应力和零件变形，并将其分解为新的、无缺陷的零件设计，从而实现更高的零件质量和更高的工艺稳定性。

8. Simufact 的 Simufact Additive

支持的技术 ：SLM/DMLS

提供什么 ：Simufact Additive 是由德国仿真软件专家 Simufact 开发的基于云的软件套件。它提供了一套工具来重现关键的金属 AM 工艺和后续步骤，例如热处理。该软件可帮助用户确定最佳构建方向、自动优化支撑结构并识别潜在的制造问题。

我们发现特别引人注目的一项功能是失真补偿。这是指通过定义可容忍的偏差，然后生成具有最小变形的几何体来自动优化零件的变形。通过使用此工具，设计师和工程师可以避免昂贵的测试打印。

9. Autodesk 的 Netfabb

支持的技术 ：SLM/DMLS、DED

提供什么 ：Autodesk 是领先的 3D 打印软件开发商之一。除了众所周知的衍生式设计功能外，Autodesk Netfabb 还提供仿真工具，可以预测零件的热和机械行为，识别虚拟环境中的变形。借助 Netfabb Premium 和 Netfabb Ultimate 中提供的基于云的功能，可以比使用本地求解器更快地对复杂零件执行仿真。

10. Dassault Systèmes SIMULIA

支持的技术 ：SLM/DMLS、FDM、SLS

提供什么 ：SIMULIA 是一种软件产品，用于通过模拟优化打印过程，以及预测金属和复合材料零件的零件变形、残余应力和微观结构。

该软件包含一组有助于克服机器构建中的可预测性问题。例如，SIMULIA 软件可用于模拟材料的微观结构，捕捉材料在打印过程中可能发生的任何变化。然后可以应用模拟结果为特定应用选择最佳材料。

仿真软件：迈向更高可靠性和自动化的一步

使用增材制造进行生产的公司越来越认识到模拟对制造过程各个方面的价值。从列表中可以看出，许多软件公司的解决方案都瞄准了近年来呈爆发式增长的金属 3D 打印。对于金属增材制造，模拟不仅有助于更好地评估和了解印刷过程，而且还推动技术实现更高的可重复性和准确性，克服成本高昂的反复试验方法。

在未来，我们期望仿真软件在预测问题方面变得更加精确，尤其是在金属3D打印方面，并且能够纠正缺陷和优化打印参数。随着增材制造也朝着更加自动化的方向发展，仿真软件将成为加速这一转变并为智能、高度优化的增材生产奠定基础的关键因素之一。