Sinh viên Bang Penn Đạt Được Kiến Thức Chuyên Môn AM Với Phần Mềm 3DXpert và Geomagic
Ngày tạo: 24/09/2020 11:39:53 SASinh viên Bang Penn Đạt Được Kiến Thức Chuyên Môn AM Với Phần Mềm 3DXpert và Geomagic
Đại học Bang Pennsylvania (Penn State), một trong những học viện hàng đầu về nghiên cứu và giáo dục công nghệ sản xuất phụ gia (AM), cung cấp chương trình Thạc sĩ Kỹ thuật Sản xuất và Thiết kế Phụ gia (MEng AMD) độc đáo. Một trong những điều làm cho chương trình này trở nên độc đáo là nó có sẵn cho sinh viên trong khuôn viên trường và các kỹ sư làm việc trực tuyến thông qua Penn State World Campus. Để giúp sinh viên trở thành chuyên gia kỹ thuật mang kiến thức AM có giá trị vào nơi làm việc của họ, chương trình kết hợp kiến thức lý thuyết, đa lĩnh vực với kinh nghiệm thực hành có được trong các cơ sở của Penn State AM. Tất cả sinh viên, hầu hết trong số họ đang làm việc cho các công ty hàng đầu đang trong các giai đoạn khác nhau của việc kết hợp AM trong cơ sở của họ, phải tham gia một khóa học thực hành trong phòng thí nghiệm, nơi họ trải nghiệm toàn bộ quy trình AM — từ scan-CAD, thiết kế, đến chuẩn bị xây dựng, đến in 3D, kiểm tra, xử lý sau.
Giáo sư Timothy W. Simpson, Giám đốc Chương trình Sau đại học về Thiết kế và Sản xuất Phụ gia đắp lốp, đồng giám đốc Trung tâm Xử lý Vật liệu Sáng tạo Thông qua Kỹ thuật Số Trực tiếp (CIMP-3D) cho biết: “Lựa chọn các công cụ cho khóa học trong phòng thí nghiệm là một thách thức thực sự . “Một mặt, chúng tôi muốn họ trải nghiệm những công cụ phần mềm chuyên nghiệp nhất mà họ sẽ gặp ở nơi làm việc và sẽ mang lại cho họ kinh nghiệm thực hành tốt. Mặt khác, các công cụ này phải tương đối dễ học và dễ sử dụng do thời gian sinh viên có thể ở trong khuôn viên trường rất hạn chế, ”Giáo sư Simpson cho biết thêm.
Guha Manogharan cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng ấn bản giáo dục 3DXpert, Geomagic Design X và Geomagic Control X là những giải pháp phần mềm thích hợp nhất để dạy cho sinh viên của chúng tôi những gì cần thiết để quét một mô hình, chuẩn bị và tối ưu hóa nó để in và kiểm tra nó. Tiến sĩ, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Penn State, người thực hiện khóa học thực hành trong phòng thí nghiệm. Giáo sư Manogharan cho biết thêm: “Cả nhân viên khóa học và sinh viên đều rất ấn tượng với khả năng và tính dễ sử dụng của 3DXpert, Geomagic Design X và Geomagic Control X.
Các sinh viên của chương trình Penn State MEng AMD so sánh mô hình động cơ Sterling in 3D được thiết kế lại với bản gốc.
AM đang hành động: Từ khái niệm đến một mô hình làm việc
Một trong những dự án của khóa học trong phòng thí nghiệm là in một động cơ Sterling làm bằng kim loại, đang hoạt động, mô phỏng một ví dụ trong thế giới thực về việc cải tiến một cụm chức năng hiện có cho AM. Các sinh viên đã quét các mô hình động cơ Sterling đang hoạt động bằng cách sử dụng phần mềm thiết kế ngược như Geomagic Design X làm điểm bắt đầu thay vì bắt đầu từ đầu, sau đó tạo ra một mô hình solid tham số, dựa trên tính năng, có thể chỉnh sửa và nhập nó vào hệ thống CAD.
Mô hình động cơ Sterling được thiết kế lại được chuẩn bị và tối ưu hóa trong 3DXpert
Tiêu chí đạt / không đạt là đạt được một mô hình hoạt động phù hợp hoặc vượt quá hiệu suất của mô hình ban đầu như RPM quay (số vòng quay mỗi phút) trong khi tích hợp các lợi ích của AM như hợp nhất một phần và giảm trọng lượng. Sinh viên phải thực hiện các kỹ thuật thiết kế và sản xuất AM kim loại tiên tiến từ các cấu trúc mạng tinh thể thể tích sử dụng tốc độ và công suất laser khác nhau cho đến các hoạt động xử lý sau.
Đề cương Dự án cho Khóa học Phòng thí nghiệm Thực hành Penn State AM
Các sinh viên — Joseph Fisher, Ryan Henderson, Adnen Mezghani, Nicholas Nace, và Nate Watson — đã hoàn thành các bước sau cho dự án:
1. Quét mô hình Sterling đang hoạt động và / hoặc sử dụng CMM (máy đo tọa độ) để thiết kế ngược với Geomagic Design X.
2. Tải dữ liệu mô hình tham số vào phần mềm CAD để xử lý và thay đổi thiết kế.
3. Upload dữ liệu CAD gốc (B-rep) sang 3DXpert.
4. Kiểm tra khả năng in đã thực hiện và chuẩn bị để in bằng 3DXpert.
5. In một nguyên mẫu của mô hình CAD bằng máy in 3D nhựa để xác nhận rằng các tính năng lắp ráp và danh nghĩa là chính xác và có được bằng chứng về khái niệm.
Bộ trao đổi nhiệt được thiết kế lại trong 3DXpert
Chuẩn bị và tối ưu hóa mô hình CAD cho in 3D kim loại bằng 3DXpert:
a. Đã thực hiện kiểm tra khả năng in.
b. Vật liệu được thêm vào để loại bỏ trong quá trình xử lý sau (bù đắp gia công).
c. Đặt hướng phần tối ưu cho bản in.
d. Cấu trúc mạng tinh thể được sử dụng để giảm việc sử dụng vật liệu tổng thể và cải thiện tính thẩm mỹ.
e. Đặt các cấu trúc hỗ trợ để loại bỏ biến dạng.
f. Các bộ phận tùy chỉnh bằng cách thêm nhãn.
g. Đặt thông số in và cắt lát.
h. Đã bố trí các bộ phận trên khay dựng.
i. Gửi để in.
7. In mô hình được tối ưu hóa bằng titan (Ti6Al4V) và thép không gỉ (316L) trên máy in 3D Systems ProX DMP 320 nằm trong phòng thí nghiệm CIMP-3D tại Penn State.
8. Thực hiện các hoạt động xử lý hậu kỳ cần thiết để hoàn thành mỗi AM
Nền tảng dựa trên mạng lưới được thiết kế lại trong 3DXpert
9. Lắp ráp các thành phần động cơ Sterling.
10. Đã kiểm tra bản dựng bằng phần mềm kiểm tra như Geomagic Control X để xác minh rằng nó phù hợp với thiết kế dự kiến.
11. So sánh mô hình AM với mô hình ban đầu bằng cách vận hành động cơ và đo hiệu suất của nó.
Kết quả dự án
Điều quan trọng nhất rút ra từ bài tập này là sự hiểu biết rõ ràng về tầm quan trọng của thiết kế đối với sản xuất phụ gia đắp lốp (DfAM) và chuẩn bị và tối ưu hóa một mô hình trước khi gửi đi in. Các sinh viên đã trải qua tác động của việc cân nhắc AM trong giai đoạn thiết kế và các quyết định thiết kế đối với các hoạt động xử lý sau.
Tất cả các đội đều đáp ứng các tiêu chí vượt qua cho khóa học và hợp nhất đáng kể các bộ phận trong mỗi thiết kế động cơ bằng cách giảm đáng kể khối lượng và khối lượng (trọng lượng) bằng cách sử dụng ít bộ phận hơn so với ban đầu. Mặc dù các sinh viên có rất ít thời gian để tối ưu hóa dự án và ít hoặc không có kinh nghiệm trong các hoạt động xử lý hậu kỳ, họ vẫn có thể đạt được kết quả hoạt động phù hợp với hai mô hình ban đầu với trọng lượng thấp hơn và ít bộ phận và bước lắp ráp hơn. Một nhóm đã giảm 45,8% số bộ phận và tiết kiệm 43,3% trọng lượng. Đội thứ hai giảm số phần đi 21,8 phần trăm, nhưng tiết kiệm được 71,6 phần trăm trọng lượng.
 |
 |
 |
Trải qua một kịch bản thực tế để thiết kế lại một phần cho AM là một trải nghiệm học tập tuyệt vời cho các sinh viên. Khi trải qua toàn bộ quy trình làm việc AM, họ có thể đánh giá cao vai trò quan trọng của các khả năng khác nhau trong phần mềm AM.
“Sinh viên rất ấn tượng với khả năng của phần mềm 3DXpert và Geomagic và có một giải pháp kết hợp tất cả các khía cạnh của AM như thiết kế ngược, mô hình hóa, thiết kế, chuẩn bị, tối ưu hóa và kiểm soát sản xuất trong cùng một mái nhà.”
Guha Manogharan, Tiến sĩ, Trợ lý Giáo sư Cơ khí, Penn State
Ông nói thêm rằng họ đặc biệt chỉ ra các khả năng sau:
- Khả năng tạo ra một bản quét dữ liệu đám mây điểm tới một phần được thiết kế ngược của các hình học phức tạp một cách nhanh chóng.
- Tự do làm việc với các định dạng CAD gốc như STEP hoặc IGES và áp dụng mạng tinh thể trực tiếp cho bất kỳ tính năng nào trong mô hình là một lợi thế chính. Học sinh học cách đánh giá cao nó hơn nữa khi họ phải thực hiện một số thay đổi mà không cần phải bắt đầu mô hình của họ từ đầu.
- Khả năng tạo các giá đỡ và kiểm soát các giá đỡ để đạt được kết quả mong muốn như giảm thiểu xử lý hậu kỳ và loại bỏ các hỗ trợ trên các bề mặt quan trọng.
Với nhu cầu ngày càng tăng về kiến thức AM chuyên nghiệp, số lượng sinh viên đăng ký vào chương trình MEng AMD không ngừng tăng lên và Penn State sẽ tiếp tục mở rộng việc sử dụng 3DXpert, Geogmagic Control X và Geomagic Design X trong chương trình giảng dạy của mình.
THỬ THÁCH
- Thiết lập các phương tiện hỗ trợ kinh nghiệm thực hành trong việc chuẩn bị và tối ưu hóa AM bằng các công cụ chuyên nghiệp nhưng dễ sử dụng.
GIẢI PHÁP
- Phần mềm AM tích hợp tất cả trong một 3DXpert®
- Phần mềm đo lường Geomagic® Control X ™
- Phần mềm thiết kế ngược Geomagic® Design X ™
- Máy in 3D kim loại ProX® DMP 320
CÁC KẾT QUẢ
- Hỗ trợ cho toàn bộ quy trình làm việc AM — từ quét sang CAD, thiết kế, chuẩn bị xây dựng, in 3D, kiểm tra, xử lý sau
- Duy trì tính toàn vẹn của thiết kế bằng cách sử dụng các định dạng CAD gốc và loại bỏ chuyển đổi sang STL
- Khám phá những thách thức về công nghệ và quy trình làm việc với toàn quyền kiểm soát quy trình làm việc AM bao gồm các thông số laser và chiến lược in
- Bản in 3D có độ chính xác cao với trọng lượng giảm 40–70% và giảm 20–45% các bộ phận và bước lắp ráp
- Giảm thiểu xử lý hậu kỳ
Với nhu cầu ngày càng tăng về kiến thức AM chuyên nghiệp, số lượng sinh viên đăng ký vào chương trình MEng AMD không ngừng tăng lên và Penn State sẽ tiếp tục mở rộng việc sử dụng 3DXpert, Geogmagic Control X và Geomagic Design X trong chương trình giảng dạy của mình.
Tags: data design data design viet nam ddv geomagic scanner geomagic design x software price geomagic 3d scanner geomagic design x cost geomagic design x geomagic design geomagic for solidworks 3d systems geomagic design x geomagic price geomagic 2019 alibre geomagic phần mềm geomagic design phần mềm thiết kế ngược phần mềm xử lí đám mây tải phần mềm geomagic design x
.jpg)
.jpg)