금속(Metal) 3D 프린팅을 위한 시뮬레이션 소프트웨어

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Simufact Additive

Typical Challenges in Metal Additive Manufacturing금속 적층 제조공정에서 고려해야 하는 요인들

적층 제조공정에서 제작물에 영향을 미치는 변수들은 아주

많습니다. 그중 주요한 요인들은 아래와 같습니다.

•적층 제조방식 (Powder Bed Fusion, Deposition 등)

•다양한 3D 프린터 종류 및 제조업체에 따른 장비특성

•불균일한 금속파우더 품질

또한 제조공정에서 아래의 요소들도 반드시 고려되어야

합니다.

•서포트(Support) 배치 : 서포트의 위치 및 개수

•최적화된 적층 방향(Orientation)

금속 적층 제조과정에서 위와 같은 다양한 요인들의 상호

작용으로 인해 제품 품질에 심각한 영향을 끼치는 변형 및

잔류응력이 발생하게 됩니다.

Simufact Additive는 파우더 베드(Powder Bed) 방식의 적층 제조공정(SLS, SLM, LBM, DMLS, EBM)에서

부품의 변형 및 잔류응력을 예측해, 첫 제작부터 품질이 보장된 결과물을 제작할 수 있도록 돕는 시뮬레이션

소프트웨어입니다.

3D 프린팅 과정에서 발생하는 부품의 변형은 제품결함의 가장 주요한 원인으로, 이를 해결하기 위한 수많은

시행착오로 인해 많은 시간과 비용이 소비됩니다. Simufact Additive는 실제 제품을 제작하기 전, 프린트

공정, 열처리(Heat Treatment), 커팅(Cutting) 및 힙(HIP, Hot Isostatic Press) 공정 등 전체 프로세스에서

발생 가능한 변형을 예측하고 이를 해결할 수 있는 솔루션입니다.

How Simufact Additive can help you solve these issuesSimufact Additive 도입 효과

Simufact Additive는 ‘처음부터 올바르게’ 3D 프린팅 결과물을

생산할 수 있게 돕는 강력한 시뮬레이션 소프트웨어입니다.

3D 프린팅 프로세스를 최적화해, 시간뿐 아니라 소재의 낭비를

줄일 수 있도록 프로세스 제어변수를 선택할 수 있습니다.

•출력물의 변형량 계산 및 변형 최소화

•잔류응력 최소화

•적층방향 최적화

•서포트 구조물 최적화

•열처리 후의 제품의 상태 및 베이스 플레이트(Base

Plate)와 서포트 제거

•거시적인(Macroscopic) 접근방법을 이용해 빠른 시간

내에 정확한 응력과 변형 예측

•파우더 베드 퓨전 프로세스 방식(SLM, DMLS, EBM) 지원*

* DED와 같은 Deposition 방식은 Simufact Welding에서 지원 가능

이후 출시될 버전에서는 아래 내용들도 제공될 예정입니다.

•미시구조(Microstructure)에 대한 예측

•부품 파손에 대한 지표 제공

Simulating Manufacturing

Simufact Additive

레이저의 속도, 크기, 해칭패턴 등 장비특성 및 파우더의 재료특성이 고려된 보다

정확한 시뮬레이션 결과값을 얻기 위해 선행적으로 보정(Calibration) 과정을 수행

합니다.

보정 과정은 캔틸레버 빔과 같은 테스트 출력물의 물리적인 시험과 시뮬레이션으로

나뉩니다. 먼저 물리적 시험을 통해 테스트 출력물의 변형량을 측정한 후, 이를

시뮬레이션에 반영해 고유변형률을 계산합니다. 이 고유변형률은 소성/ 열/ 크립

(Creep)/ 상변태 변형률 등을 포함하고 있습니다. 계산된 고유변형률을 이용해

보정된 물성값 및 공정변수 등이 포함된 보다 정확한 3D 프린팅 시뮬레이션을 수

행할 수 있습니다.

정확한 금속적층 제조 시뮬레이션을 위한 선행 프로세스 - 보정(Calibration)

Simufact Additive에서 수행하는 금속 적층 제조 워크플로우

금속적층 제조 워크플로우

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지오메트리 불러오기

복셀메쉬(Voxel Mesh) 생성

지오메트리 불러오기 및 메쉬 생성

CAD 지오메트리를 불러온

후, 정밀한 복셀메쉬(Voxel

Mesh)를 생성합니다.

서포트 생성

안정된 출력물을 위해 필요한

서포트의 위치 및 개수를

고려해 서포트를 생성합니

다.

3D 프린팅 프로세스 시뮬레이션

출력물의 기계적 성능에

영향을 줄 수 있는 잔류 응력

및 변형을 예측합니다.

프린팅 이후 프로세스 시뮬레이션 및 최적화

베이스 플레이트에서의 커팅

및 서포트 제거, 열처리, HIP

공정에서 발생하는 응력 및

변 형 량 등 을 예 측 할 수

있습니다.

반복적인 시뮬레이션을 통해

변형과 잔류응력을 최소화

하기 위한 적층 방향, 서포트 배치를 최적화 할 수 있습니다.

AM Process Chain

Simufact Additive는 적층제조, 열처리, HIP 공정, 서포트 제거 및 베이스 플레이트 커팅 등과 같이 핵심적인 제조공정

과정을 모두 지원합니다. 또한 MSC 해석소프트웨어와의 연계해석을 통해 출력물의 구조 및 피로해석을 수행할 수 있습니다.

Covered by

F E E D B A C K

AdditiveManufacturing

HeatTreatment

CuttingPlate &

SupportsHIP Machining

SurfaceTreatment

TopologyOptimization

DesignStress &FatigueAnalysis

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각 방향별 (0°, 45°, 90°) 고유변형률 계산을 위한

보정 시뮬레이션

적층 제조 프로세스 시뮬레이션

•출력물의 적층 방향 및 위치 지정

•서포트 위치 및 개수를 고려한 시뮬레이션

•다양한 CAD 포맷 지원(STL, Parasolid,

CATIA, STEP 등)

빠르고 정확한 출력물 시뮬레이션 및

최적화 수행

•출력물의 변형 예측

•AM 프로세스의 각 단계에서 잔류응력 계산

•보정(Calibration) 과정을 통해 장비 특성 및 파우더

재료 특성이 고려된 보다 정확한 시뮬레이션 수행

•예측된 출력물의 변형 형상을 설계 데이터에 반영해

첫 제작부터 설계와 동일한 형상 프린팅 가능

프린팅 이후 공정 시뮬레이션

•베이스 플레이트에서 분리

•잔류응력 제거를 위한 열처리

•HIP 공정 후의 기계적 성질 예측

AM 프로세스에 특화된 신뢰할 수 있는

시뮬레이션 소프트웨어

•적층 제조공정 시뮬레이션 전용 소프트웨어

•MSC Software의 입증된 비선형 해석솔버 Marc 탑재

•MSC 해석소프트웨어와의 프로세스 체인을 통해

출력물의 구조 및 피로해석 수행 가능

AM 프로세스에서 Simufact Additive가 필요한 4가지 이유

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Simufact Additive는 사용하기 쉽습니다.

Simufact Additive는 직관적이고 사용자 친화적인 GUI,

실제 AM 프로세스와 일치하는 GUI를 제공합니다. 이를 통해

기존에 해석을 수행해 본 경험이 없는 분들도 쉽게 사용할 수

있습니다.

또한 시뮬레이션 결과값을 설계에 반영해, 설계 데이터를

수정할 수 있습니다. 이를 통해 처음부터 설계와 동일한 모양의

형상을 프린팅할 수 있습니다.

30일 동안 무료로 사용해 볼 수 있는 평가판 신청을 원하시는

분들은 한국엠에스씨소프트웨어 마케팅팀(031-710-7611,

www.kr@mscsoftware.com)으로 문의 주십시오.

한국엠에스씨소프트웨어 031.719.4466 www.mscsoftware.com/kr 기술문의데스크 080.719.4477 msck_gst@mscsoftware.com

예측된 변형 형상을 반영해 CAD 설계 파일 수정

→ 변형이 보정된 형상으로 프린팅

프린팅 후 변형된 형상 예측