10 entreprises proposant un logiciel de simulation d'impression 3D de pointe

Comme nous l'avons vu précédemment, l'impression 3D se développe rapidement au-delà du prototypage en production. Cependant, cette transition n'est pas sans défis, la répétabilité des processus et l'assurance qualité étant deux problèmes cités par de nombreux fabricants. Il n'est donc pas surprenant que les fabricants recherchent des moyens d'optimiser les processus de FA dans le but d'améliorer la répétabilité et la fiabilité.

Un logiciel de simulation pourrait être un moyen d'y parvenir. En permettant la cohérence et des pièces de meilleure qualité, la simulation est un outil qui peut encore améliorer les processus de FA. Nous avons donc dressé une liste de 10 éditeurs de logiciels proposant des solutions de simulation innovantes pour la production FA, ainsi que leurs principales fonctionnalités. Mais d'abord, découvrons pourquoi la simulation est importante pour la fabrication additive.

Les avantages du logiciel de simulation d'impression 3D

La réalisation de pièces imprimées en 3D réussies nécessite une compréhension des processus de conception et de production. Les pièces métalliques, par exemple, peuvent avoir de mauvaises propriétés mécaniques en raison de la porosité ou se déformer en raison des contraintes résiduelles. Dans le cas des plastiques, les pièces peuvent se déformer, échouer ou avoir des problèmes d'adhérence au lit. Bien que l'adoption d'une méthode d'essais et d'erreurs soit une approche courante pour les entreprises à la recherche d'un processus reproductible, cela peut impliquer de modifier plusieurs fois les paramètres d'impression avant d'obtenir une impression réussie.

La réponse à la qualité et à la répétabilité des pièces en impression 3D réside peut-être dans les logiciels de simulation. Cela fait référence à toute simulation du processus d'impression 3D, et certains des principaux avantages incluent :

• Plus de chances de réussite  :un logiciel de simulation peut aider à éviter les échecs d'impression en évaluant la conception et les performances d'une pièce.
• Une meilleure compréhension des processus de FA  :Avec la simulation du processus d'impression 3D, il devient plus facile de comprendre les variables clés telles que l'orientation de l'impression, la puissance et la vitesse du laser, l'emplacement des supports et leur impact sur les pièces à imprimer.
• Optimiser la production :Comme la simulation aide à réduire la probabilité de déformation des pièces, la vitesse de production et de post-traitement peut être augmentée et le processus d'impression rendu plus reproductible.

• Coûts réduits  :la simulation de pièces peut réduire le coût global de la fabrication additive en minimisant les déchets de matériaux causés par les échecs d'impression.

10 options de logiciel de simulation pour l'impression 3D

1. Impression additive ANSYS

Technologies prises en charge :SLM/DMLS

Ce qui est offert :Le logiciel Additive Print de la société de simulation d'ingénierie basée aux États-Unis ANSYS aide à valider la conception de pièces métalliques en prédisant divers éléments du processus d'impression. Par exemple, le logiciel peut aider à visualiser la fabrication d'une pièce, en donnant un aperçu des distorsions potentielles et des zones d'une pièce qui peuvent être affectées par des contraintes résiduelles. Le logiciel peut également être utilisé pour créer automatiquement des structures de support optimales et générer des fichiers STL à distorsion compensée.

En plus de sa solution d'impression additive, ANSYS fournit également Additive Suite et Additive Science. Le premier inclut des fonctionnalités supplémentaires telles que l'optimisation de la topologie et l'analyse thermique. Ce dernier est utilisé pour affiner les paramètres de la machine et des matériaux ainsi que pour la simulation de la microstructure, ce qui permet de comprendre les propriétés de la pièce finale imprimée.

2. FLOW-3D de Flow Science

Technologies prises en charge :SLM/DMLS, DED, jet de liant

Ce qui est offert :Développé par Flow Science, dont le siège est aux États-Unis, FLOW-3D est capable de simuler les aspects de divers processus d'impression 3D, y compris la fusion sur lit de poudre, le DED et le jet de liant. Avec les technologies de fusion sur lit de poudre, FLOW-3D peut être utilisé pour simuler la distribution de poudre, la fusion laser de poudre, la formation de bain de fusion et la solidification. Ce faisant, les utilisateurs peuvent évaluer avec précision les distorsions thermiques, la porosité et d'autres problèmes affectant la qualité d'une pièce imprimée en 3D.

FLOW-3D peut être un outil utile pour les laboratoires de recherche et les universités universitaires développant de nouvelles poudres métalliques pour la fabrication additive. Avec une approche multiphysique du processus d'impression, la FLOW-3D offre des informations précieuses sur les processus qui aident à optimiser les paramètres d'impression et à mieux comprendre la microstructure de la poudre.

3. COMSOL Multiphysics®

Technologies prises en charge :SLM/DMLS, SLS, FDM

Ce qui est offert :Le logiciel COMSOL Multiphysics®, développé par la société néerlandaise COMSOL, vise à optimiser le processus de fabrication additive pour les plastiques et les métaux. Le logiciel aide à prédire les propriétés mécaniques et microstructurales du produit final, telles que la forme finale, la déformation et les niveaux de contrainte. En modélisant et en évaluant les paramètres de processus, le logiciel de COMSOL identifie la meilleure stratégie d'impression et la meilleure géométrie de pièce pour obtenir la bonne qualité industrielle pour une pièce imprimée.

Le logiciel pourrait être un complément utile aux équipes de recherche étudiant les procédés de fabrication additive ainsi qu'aux utilisateurs industriels souhaitant vérifier la qualité et les performances de leurs pièces fabriquées de manière additive.

4. Fabrication additive ESI

Technologies prises en charge :SLM/DMLS, DED

Ce qui est offert :La société française ESI a développé son outil de simulation en se concentrant sur l'identification des défauts de fabrication, des contraintes résiduelles et des niveaux de porosité. En traitant de multiples aspects physiques du processus d'impression, ESI Additive Manufacturing peut prédire le comportement d'une pièce au fur et à mesure de sa fabrication, ainsi que les propriétés et la qualité finales de son matériau (par exemple, la rugosité de la surface et les distorsions) après son retrait de la plate-forme de fabrication. .

5. GENOA 3DP d'AlphaSTAR Corporation

Technologies prises en charge :SLS, SLM/DMLS

Ce qui est offert :Destinée aux chercheurs et aux utilisateurs commerciaux, la suite de simulation GENOA 3DP peut prédire la déformation, les contraintes résiduelles, les fractures et les vides dans les pièces produites de manière additive. Pour trouver des conditions d'impression optimales, l'outil logiciel fournit aux ingénieurs une plate-forme pour répliquer les paramètres de matériau et de processus AM et évaluer les points faibles de ces paramètres. Alors que GENOA 3DP a été développé à l'origine en pensant aux thermoplastiques, l'outil de simulation a été récemment mis à jour pour ajouter des capacités de simulation de FA métal.

6. Digimat-AM d'e-Xstream

Technologies prises en charge :FDM, SLS

Ce qui est offert :Digimat-AM est la solution d'e-Xstream pour la simulation des procédés d'impression 3D dans les plastiques et les composites. Le logiciel Digimat-AM dispose d'une base de données matériaux intégrée, qui permet de calculer les propriétés mécaniques, thermiques et électriques d'un matériau, ainsi que le gauchissement, la contrainte résiduelle et la porosité d'une pièce.

Une caractéristique intéressante de Digimat-AM est la capacité d'analyser les performances des pièces en ce qui concerne l'orientation des pièces pendant le processus d'impression. Cette fonctionnalité est particulièrement importante pour le FDM, où l'axe Z d'une pièce est généralement beaucoup plus faible que les axes X et Y. En utilisant les données de simulation, les ingénieurs peuvent trouver la meilleure orientation d'impression pour s'assurer que les zones pour lesquelles la résistance est essentielle sont imprimées le long des axes X et Y.

7. Amphyon d'Additive Works

Technologies prises en charge :SLM/DMLS

Ce qui est offert :Amphyon, développé par la start-up allemande Additive Works, se concentre sur les procédés d'impression 3D métal. Amphyon peut simuler différentes étapes du processus de fabrication additive, du processus d'impression lui-même aux étapes de post-traitement, telles que le retrait de la plaque de construction et le traitement thermique secondaire.

Le logiciel est adapté aux entreprises qui apprennent à gérer les problèmes courants d'impression 3D métal et qui recherchent des moyens d'optimiser la production. Par exemple, à l'aide du processus de construction simulé, les contraintes et les déformations de la pièce peuvent être calculées et prises en compte dans une nouvelle conception sans défaut d'une pièce, ce qui permet d'obtenir une qualité de pièce supérieure et une plus grande stabilité de processus.

8. Additif Simufact de Simufact

Technologies prises en charge :SLM/DMLS

Ce qui est offert :Simufact Additive est une suite logicielle basée sur le cloud développée par le spécialiste allemand des logiciels de simulation Simufact. Il propose un ensemble d'outils pour reproduire les processus clés de la FA des métaux et les étapes ultérieures telles que le traitement thermique. Le logiciel aide l'utilisateur à identifier la meilleure orientation de construction, à optimiser automatiquement les structures de support et à identifier les problèmes de fabrication potentiels.

Une caractéristique que nous trouvons particulièrement intéressante est la compensation de distorsion. Il s'agit de l'optimisation automatique de la distorsion d'une pièce en définissant des écarts tolérables, puis en générant la géométrie avec la déformation minimale. En utilisant cet outil, les concepteurs et les ingénieurs peuvent éviter des tests d'impression coûteux.

9. Netfabb d'Autodesk

Technologies prises en charge :SLM/DMLS, DED

Ce qui est offert :Autodesk est l'un des principaux développeurs de logiciels pour l'impression 3D. En plus de sa fonction de conception générative bien connue, Autodesk Netfabb propose des outils de simulation qui peuvent prédire le comportement thermique et mécanique des pièces, en identifiant les déformations dans un environnement virtuel. Avec ses capacités basées sur le cloud disponibles dans Netfabb Premium et Netfabb Ultimate, la simulation peut être effectuée sur des pièces complexes beaucoup plus rapidement qu'avec des solveurs locaux.

10. Dassault Systèmes SIMULIA

Technologies prises en charge :SLM/DMLS, FDM, SLS

Ce qui est offert :SIMULIA est un logiciel utilisé pour optimiser le processus d'impression grâce à la simulation, ainsi que pour prédire les distorsions des pièces, les contraintes résiduelles et les microstructures dans les pièces métalliques et composites.

Le logiciel comprend un ensemble d'outils qui aident pour surmonter le problème de la prévisibilité des constructions de machines. Par exemple, le logiciel SIMULIA peut être utilisé pour simuler la microstructure d'un matériau, capturant tout changement dans le matériau qui pourrait se produire pendant le processus d'impression. Les résultats de la simulation peuvent ensuite être appliqués pour sélectionner le meilleur matériau pour une application spécifique.

Logiciel de simulation :un pas vers une fiabilité et une automatisation accrues

Les entreprises utilisant la fabrication additive pour la production reconnaissent de plus en plus la valeur de la simulation pour tous les aspects du processus de fabrication. Comme le montre la liste, de nombreuses sociétés de logiciels ciblent leurs solutions sur l'impression 3D métallique, qui a connu une croissance explosive ces dernières années. Pour la FA métallique, la simulation permet non seulement de mieux comprendre, évaluer et comprendre le processus d'impression, mais elle pousse également la technologie vers une répétabilité et une précision accrues, surmontant une approche coûteuse par essais et erreurs.

À l'avenir, nous nous attendons à ce que les logiciels de simulation deviennent plus précis dans la prédiction des problèmes, en particulier dans l'impression 3D métal, et capables de corriger les défauts et d'optimiser les paramètres d'impression. Alors que la fabrication additive évolue également vers une plus grande automatisation, les logiciels de simulation seront l'un des facteurs cruciaux pour accélérer cette transition et jeter les bases d'une production additive intelligente et hautement optimisée.