Проект: Моделирование процесса нагрева порошка 3D принтера

Задача

Один из отечественных производителей 3D принтеров поделился проблемой: неравномерный нагрев материала (порошок PA12) по высоте не позволяет вести качественный процесс печати изделия. 

 

1D моделирование процесса нагрева порошка 3D принтера выполнено в программном обеспечении Simcenter Amesim .

 Для моделирования тела с заданной массой/объёмом и материалом используется специальный компонент THC000

Задаваемые параметры: начальная температура, материал, объём/масса.

При дискретизации объёма 

значение температуры материала постепенно уточняется:

То же самое происходит при дискретизации стенки 

Для моделирования порошка PA12 внутри бункера  весь объём материала разделяется на 3 слоя, а каждый слой делится на 9 частей

Для моделирования металлических стенок бункера разделяем их на 3 слоя, а каждый слой ещё на 3 части

В результате соединения двух эскизов, описанных выше,  была получена частичная математическая модель 3d принтера: металлические стенки бункеров, порошок внутри и источники нагрева по периферии:

 

Для получения расчетных данных с модели применяются следующие входные параметры:

• Теплофизические свойства порошка PA12 (плотность, удельная теплоёмкость, коэффициент теплопроводности);
• Теплофизические свойства металла стенок бункеров (плотность, удельная теплоёмкость, коэффициент теплопроводности);
• CAD-геометрия (конструкторская документация) 3D принтера.

Результат работы: созданная модель позволяет анализировать текущую методику нагрева и модифицировать ее с целью обеспечения равномерного нагрева порошка по высоте