Mit FLOW-3D AM lassen sich verschiedene Prozesse der Additiven Fertigung wie pulverbett-basiertes Laserschmelzen (Laser Powder Bed Fusion, L-PBF), Laserauftragsschweißen (Direct Energy Deposition, DED) oder 3D-Druck (Binder Jetting) simulieren. Die Simulation ermöglicht ein tieferes Verständnis des Prozesses und die Sensitivitätsanalyse und Optimierung verschiedener Prozessparameter.

Laserschmelzen (L-PBF)

FLOW-3D AM verfügt über physikalische Modelle zur Berechnung einer Strömung mit freier Oberfläche, Oberflächenspannung, Wärmeübergang, Erstarrung und Verdampfung.

Damit lässt sich der Einfluss verschiedener Prozessparameter wie Leistung, Geschwindigkeit und Bewegungsmuster des Lasers auf die Bewegung des Schmelzbades und daraus resultierend die Entstehung von Porosität, die Bildung von Kugeln (balling) sowie die Ausbildung der Mikrostruktur infolge der Erstarrungshistorie effektiv untersuchen.

Pulverbettlegen

FLOW-3D AM erlaubt die Simulation des Legens und Kompaktierens des Pulverbetts mit einer Diskreten Elemente Methode (DEM). Hierbei werden Partikel-Partikel- als auch Partikel-Wand-Wechselwirkungen berücksichtigt.

Laserauftragsschweißen (DED)

Wie beim Laserschmelzen wird auch hier das Aufschmelzen, die Strömung und die Erstarrung des Metalls mit allen wesentlichen physikalischen Effekten simuliert. Zusätzlich wird das aufzutragende Material in Form von Pulver oder einem Draht eingebracht. Die Injektionsrate der Partikel, die Partikelgrößenverteilung bzw. der Durchmesser und die Geschwindigkeit des zugeführten Drahtes sind weitere wichtige Prozessparameter die mit FLOW-3D WELD untersucht und optimiert werden können.

Laserlöten

Mit FLOW-3D WELD lassen sich der Einfluss von Prozessparametern wie Laserleistung, Positionierung und Zuführrate des Drahtes auf die Prozessstabilität, den Wärmeeintrag und die Oberflächengüte der Lötnaht untersuchen.

3D-Druck (Binder Jetting)

Bei der Simulation des „Binder Jetting“ untersucht man die Verteilung auf und das Eindringen des Binders in das Pulverbett infolge von Kapillarkräften. Neben den Stoffwerten wie Viskosität und Oberflächenspannungskoeffizient beeinflussen auch Prozessparameter wie Tropfengröße und Geschwindigkeit die Verteilung des Harzes im Bett.