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Fraunhofer ILT研发出激光加工模拟app

  德国弗劳恩霍夫激光技术研究所简化复杂的操作,使得一些工业方法能在手机和平板电脑上使用。

  在激光加工技术(LMP)领域,加工过程的模拟在过去几年有了较大进展。德国弗劳恩霍夫激光技术研究所 (Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT) 近日指出,虽然LMP管理软件“能较准确的预测某特定加工件的变化。该机构补充道:“但是不幸的是,这种预测高度复杂,且需要大量的计算时间。”

  但现在看来,在进行了巧妙的简化设计之后,Fraunhofer ILT 推出了他们称之为首款模拟软件,能在平板电脑和智能手机上运行,对材料的激光加工进行实时控制。

  而在此之前,可靠的激光加工模拟是专家们的工作。在配备了顶尖的软件以及数个小时的计算之后,他们才能对各种加工进程进行可靠的模拟。但是这类复杂的工作很难在工程里普通的用户中进行,因为在设定新的加工程序是,都要依赖于激光系统供应商提供的各种技术参数表。

  节省时间

  Fraunhofer ILT的模拟专家已经研发出了新的软件,这种软件需要的资源甚少,因此能在平板电脑和智能手机上使用。通过虚拟滑块可以对单个参数进行调整,模拟结果会实时变化并出现在旁边的窗口界面。

  这是通过对计算模型进行特定的应用简化之后实现的。根据不同的应用,进行特定的简化。因为这些简化极大的降低了计算的难度,所以可以更快的形成计算结果。

  而传统的模拟程序,在设计到激光束和材料的时候,所产生的结果非常复杂。例如,用户对类似在焦点位置或光斑直径等参数进行调整的时候,钻孔的锥度是如何改变的等问题感兴趣。

  这种简化的模拟能对上述参数改变带来的影响进行直观的调查,模拟结果与实验数据非常吻合:上方和下方图示显示了钻孔薄层断面通过这种新型计算机模拟得出的结果。与早期的传统试验相比,通过这种简化模拟,参数变更的影响立即就显示出来了。在改变了单个参数之后,结果立马就会在屏幕上的窗口显示出来。

  Fraunhofer-ILT发言人Torsten Hermanns在解释这种应用程序的目标用户时表示:“这种应用是为了日常工作而设计的,比如说迭代设计。目标群体包括系统开发人员和机器操作员。该应用的一个显著优点是能在便携式设备上实时显示出模拟结果。而传统的电脑模拟往往需要更多时间,而且不方便:用户有时候需要离开厂房或者实验室,快速互动往往是行不通的;因此该应用能极大的加快类似于迭代设计等日常工作。”

  Torsten Hermanns补充道:“它可被机械设备操作员用来进行快速迭代设计以及更好的理解操作过程;也可被系统开发员和研发机构比如F-ILT利用。我们是应客户的不断需求而研发出了该应用。我们最初设计的目的是为了能够回答他们的问题。然后,客户对软件工具可操作性的要求越来越多。因此就产生了该软件许可证模式的应用。”

  高阶使用:元建模

  高速模拟还带来了一系列完全不同的应用选择,例如元建模。适合多参数的复杂模拟,元建模能根据不同参数产生不同的高维数据集,以及对模拟过程以及产品质量形成评估标准。之后通过这些数据集形成单个流程图,从而显示出结果对单个参数对对模拟结果的影响。通常使用彩色编码显示结果的质量,使最佳参数立即可见。

  通过这种先进的模拟技术,能获取全球和局部极值。例如,通过对数据集进行数学运算,就能获取最佳和最差质量的参数集。而通过实验室方法是很难进行这种多参数同时优化的操作的。这也意味着例如迭代设计等生产制造的新方法能更快的进行执行了。

  工厂定制软件

  开发该新软件的想法来自某个大客户的一个特定订单。同时也收到了更多的合同,现在所有客户都可以使用该款软件。根据不同的计划应用,Fraunhofer ILT将对软件进行特定的修改,以便获得最佳结果。诀窍在于熟练的对传统模型进行简化。

  Fraunhofer ILT表示该款软件的潜力巨大,因为许多工业领域都需要很多耗时的计算。比如在汽车行业,碰撞测试的模拟仍然需要相当多的计算。对这些模拟进行简化之后,能为生产带来巨大节省。(文/Oscar译) 

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