设计仿真 | Simufact Additive仿真预测电子产品打印缺陷，优化增材制造工艺

引言

随着增材制造技术的不断成熟，增材制造工艺在电子行业的渗透率不断增加，其在电子行业的应用主要体现在消费电子、柔性电子、先进封装等领域，通过高精度增材制造技术实现个性化、复杂结构的零部件的快速制造。

电子产品中的金属结构件在3D打印过程中会遇到打印变形超差、开裂等问题，尤其在首次打印结构件时，没有过往经验可借鉴，只能通过不断试错来寻找解决方案。

对于前期工艺开发，借助增材仿真专业软件，可减少试错次数，有效缩短研发周期。Simufact Additive增材制造仿真软件，凭借其简洁易用、多种算法、求解精确、功能完善、自动优化补偿、结合扫描数据高级补偿功能等优势赢得了众多用户的好评。

增材制造工艺仿真方案

Simufact Additive 增材制造仿真软件主要功能包括铺粉增材制造工艺仿真、铺粉增材制造工艺缺陷分析仿真、金属粘结剂喷射成型工艺仿真、机加仿真分析，算法上涵盖了固有应变、热学分析、热力耦合分析，包含制造过程和校核功能分析，针对铺粉增材制造工艺，软件可实现增材过程分析、热处理、热等静压、线割、支撑移除等工艺过程全流程仿真分析。通过Simufact Additive对增材制造过程仿真分析主要打印变形、开裂、卡刮刀预测、收缩线、应力、应变、相变、匙孔、表面粗糙度等，并且软件具有变形补偿自动优化，能够将优化后的结构导出STEP等格式，最终帮助用户实现一次打印成功。

表壳增材应用案例

通过Simufact Additive增材仿真软件对表壳增材工艺研究，软件可以帮助研究不同的摆放角度对打印变形的影响、不同的支撑方式的影响、变形补偿自动优化、打印后消除残余应力热处理等影响。该案例主要工艺过程为打印——线割——支撑移除。

如下图所示展示了不同的摆放角度，通过Simufact Additive增材仿真可以快速获取不同角度打印变形预测。

不同摆放角度（左-平放，右-立放）

如下图所示，打印结束变形量：平放最大值0.28mm，立放最大值0.18mm，从打印结束评估，立放打印变形较小；支撑去除后变形量：平放最大值0.65mm，立放最大值0.33mm，因为仿真时线割或支撑移除可能导致零件偏转，从而导致显示的变形偏大，而不是实际零件的变形，针对这种问题，Simufact Additive独特的表面偏差对比功能，可以分析仿真结果与标称几何进行最佳匹配对比，当然也支持与扫描数据、与目标几何等进行对比分析，如此表壳支撑去除后的表面偏差结果为：平放最大0.31mm，立放最大0.23mm，对比几何为标称几何。所以此种变形分析方法才更符合实际。

打印结束变形（左-平放，右-立放）

支撑去除后的变形（左-平放，右-立放）

支撑去除后的表面偏差与标称几何对比（左-平放，右-立放）

变形补偿自动迭代优化

在Simufact Additive增材仿真软件设置表壳变形补偿自动优化的目标，这里设置0.08mm，软件会基于变形情况自动生成补偿后的模型，自动迭代验证补偿后的结构能否达到打印变形目标控制，如下图所示，经过两次迭代，打印变形控制在目标范围内。最大表面偏差0.047mm。

Simufact Additive变形补偿自动迭代

变形补偿优化后的打印仿真结果

制造缺陷预测

Simufact Additive增材仿真软件除了对变形的预测和自动迭代优化，还可以对增材制造各个工艺阶段的应力进行仿真分析，并且可以对增材制造缺陷进行预测分析，如打印开裂、收缩线、刮刀碰撞预测等。如下图所示为表壳打印可能的开裂预测，红色位置为开裂风险较高区域。对于可能的收缩线，红色位置为较明显位置，黄色位置次之。

左-可能的失效；右-收缩线缺陷