Компенсация деформаций при спекании для изделий, изготовленных методом металлического биндера-джетинга, с использованием численных симуляций

Цель: В данном исследовании поставлена задача компенсировать деформации при спекании изделий, изготовленных методом металлического биндера-джетинга (MBJ). Методика: Для предсказания деформаций при спекании используются численные симуляции. Затем разработан алгоритм для противодействия деформациям, а скорректированная геометрия преобразуется в CAD-модель для печати. Разработано несколько тестовых случаев, которые были скорректированы и изготовлены для оценки точности компенсации. Для зелёных (green) и спека́ных деталей разработан единый метод измерения точности. Финальные спека́ные изделия сопоставляются с требуемой окончательной формой, обсуждается точность модели. Исследовано влияние начальных допущений в вычислениях, включая плотности зелёных заготовок и размеры зелёных заготовок, на конечную размерную точность. Результаты: Предложенная вычислительная схема позволяет с допустимой точностью компенсировать деформации при спекании, особенно по направлениям, для которых калибрована использованная модель материала. Точное задание значений плотности зелёной заготовки существенно для точности расчёта компенсации. Для достижения более жёсткой размерной точности размеры зелёной заготовки следует учитывать в вычислительной схеме. Научная новизна/значение: Хотя ряд исследований предсказывал деформации при спекании MBJ-изделий с помощью численных методов, мало работ посвящено именно компенсации этих деформаций численными симуляциями. По сведениям авторов, ранее не исследовалось влияние свойств зелёной заготовки на размерную точность расчётов компенсации. В статье предложен метод, позволяющий исключить или минимизировать эксперимент «проб и ошибок» и обеспечить изготовление геометрий с требуемой размерной точностью.