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Additive Manufacturing

積層造形・3Dプリント熱計算

FDM/SLA/SLS/DMLSの造形時間・エネルギー密度・ビード冷却・反りリスクをリアルタイム計算。PLA/ABS/316L/Ti-6Al-4V対応。

プロセス条件設定
プロセス
材料
ノズル温度 T_n 210 °C
ベッド温度 T_b 60 °C
レイヤー高さ h 0.20 mm
ライン幅 w 0.40 mm
印刷速度 v 60 mm/s
充填率 20 %
部品体積 50 cm³
レーザー出力 P 200 W
スキャン速度 1000 mm/s
造形時間 [h]
レイヤー時間 [s]
消費電力 [kWh]
反りリスク指数
エネルギー密度 ED [J/mm³]
層間接合 判定
積層断面(温度勾配)
ビード温度 vs 位置
造形時間 vs 印刷速度

理論式

FDM造形時間:$t_{build} = \dfrac{V_{part} \times fill}{h \times w \times v} \times (1 + f_{overhead})$

ビード冷却(Newton冷却近似):$T(x) = T_{bed} + (T_n - T_{bed}) \cdot e^{-x/L_c}$

反りリスク:$W_{risk} = CTE \times (T_n - T_{bed}) \times L_{part}$

DMLSエネルギー密度:$ED = \dfrac{P}{v_{scan} \times h_{layer} \times d_{hatch}}$ [J/mm³]

CAE連携: DMLSの残留応力・変形はAbaqus/Simufactの熱-構造連成解析で予測。EDはプロセスパラメータ最適化の第一指標。反りリスク指数はFEM熱応力解析の初期検討に活用。

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