制造新趋势，复杂零部件的增材制造

现如今，增材制造技术的应用已不仅仅局限于快速响应产品的外观设计，抑或是工艺辅助的间接制造，而是延伸到了金属功能零件或复合材料零部件的直接制造，通过增材制造技术制造的复杂零部件越来越多的被成功应用于航空航天，国防军工、医疗器械、汽车制造、注塑模具等领域，可以说增材制造技术在复杂零部件制造中有着巨大的潜力与研究广度。

最初的增材制造技术始于20世纪80年代后期的美国，源于对模型快速制作的需求，常被称为“快速成型”技术。历史三十多年日新月异的技术发展，增材制造技术已从概念模型快速成型发展到了覆盖产品设计、研发和制造的全部环节的先进制造技术，已远非当初的快速成型技术可比。

增材制造（Additive Manufacturing，AM）技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除－切削加工技术，是一种“自下而上”的制造方法，通过增加材料、基于三维CAD模型数据，通常采用逐层制造方式，直接制造与形影数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。

跟随着技术的进步海克斯康也踏足于增材制造领域中，在金属与非金属的正在制造中有着独到技术亮点。

增材制造最大的特点之一是使材料特性的极致应用，如韧性、抗压、轻量等。在复合材料的复杂零部件增材制造中，材料的各向异性、最优材料组合、工艺参数的设定等重要环节是从微观到宏观的特性体现。海克斯康Digimat技术可为塑料和复合材料的增材制造提供一站式联合仿真平台。在近乎零边际成本的情况下，Digimat从材料、工艺、零部件性能方面快速探索加工工艺参数对工艺质量和零件保真度的敏感度，也可在打印零件前发现设计决策的影响。

Digimat根据复合材料微观组成成分来预测复合材料性能，通过对微观结构分析，进而理解产品的力学行为特征，以及预测它对新夹杂、新铺层或孔洞的反应，是一个从微观到宏观的桥梁。

在精确的仿真也无法避免加工过程中的误差。针对复合材料增材制造效果控制，海克斯康的Apodius 3D 复合材料检测系统可将产品的三维纤维方向可映射到扫描零件表面，整个零件外形和纤维方向的分析结果可以用彩色编码形式显示，自动生成复合材料检测结果和报告。

增材制造的另一大用处在于轻量化。由于轻量化在汽车和航空航天市场中已经成为首要设计因素，因此通过直接制造组件来减少零件数量成为一种非常有前景的收益方式。因材料昂贵，这种复杂形状组件制造中前段设计仿真模拟尤为重要，通过不同参数的数列式模拟仿真结果，可有效的得到最佳的设计方案及材料、工艺的要求，降低制造前期的研发时间与成本。对增材制造零件结构的设计、材料选择、制造参数、堆积成型方向、支撑结构等进行评估是丞待解决的问题。

海克斯康的Simufact Additive金属增材制造仿真软件，可迅速评估零件增材制造的可行性，通过有效的虚拟仿真，取代昂贵的物理试验及试错过程，解决3D打印过程中零件变形超限和残余应力失效等问题，为客户节省人力物力成本，降低开发周期。Simufact Additive 软件可以实现让用户在使用金属粉床熔融技术打印零件的过程中以及结束时快速预测其变形及残余应力的分布情况，从而解决了增材制造的重点问题，避免了变形的零件超出容许误差导致不可用和进一步打磨形状带来昂贵后处理成本的问题。

金属增材制造的过程中仍会有一些工艺引发的内部缺陷，海克斯康的X射线断层扫描3D检测系统通过无损检测可轻松探知缺陷的信息，并将CT数据与CAD数据比较，用于样品的研制和生产跟踪。