增材制造技术相对于传统的材料去除-切削加工技术,是一种“自下而上”的新型材料成型方法。作为一种数字化三维实体快速自由成形的制造新技术,增材制造技术不仅提供了新的制造加工工艺方法,更实现了结构设计、高性能材料制备、复杂构件制造的一体化,并为宏观上的结构设计和微观上的材料制备带来革命性的变化。
对于新的材料,仿真技术可以帮助用户开发工艺参数,以便更快地将新材料应用到增材制造机器中,减少错误;对于新的设计,仿真技术可以使用拓扑优化来创建新的形状,还可以通过对设计师使用增材制造的可制造性以及设计在最终产品/系统中的有效性反馈来指导设计者;在新的生产流程中,仿真技术可以指导设计人员将以前的设计经验(例如载荷、传热、流动等)复用到高度复杂的产品中,以减少增材制造过程中的制造和装配步骤,这其中,多物理场仿真尤为关键。
随着增材制造技术不断突破,尤其是金属增材制造技术的应用和增材制造服务的兴起,有效支撑企业制造复杂的金属零件,彻底变革着制造模式。这其中,将仿真应用到增材制造中,不仅能确保最终产品满足性能标准,还可仿真整个增材制造过程,最大限度降低增材制造的失败风险。
增材制造的发展已经不单纯是一个技术问题,而是一个生态问题了。当然,在技术层面,3D打印仍在不断创新、深入、延伸和融合;而在生态层面,增材制造正不断向系统化、平台化、生态化方向发展。在消费级,3D打印倾向于个性化、定制化发展;在工业级,3D打印更强调金属增材制造的低成本批量化应用。任何技术的创新发展都有其成长轨迹,由于增材制造在数字化、轻量化、更好性能、更好设计、更利于建模模拟测试、更短制作周期等方面具有独特优势,其发展潜力无疑是非常巨大的。