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新突破:APP模拟激光加工
彤彤 2015-01-24 来源: 今日头条
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OFweek激光网讯:Fraunhofer ILT 解决了一个复杂的切割工艺模拟问题,即实现了在手机及平板电脑上的加工过程模拟。

激光材料加工(LMP)过程的仿真在过去几年取得了显著地进展。德国亚琛的Fraunhofer 激光研究所近日发表声明,如今的 LMP 管理软件已可以对特定工件的工作状态进行较好的预测。不过研发机构的专家也补充说,“这种预测过程极其复杂,需要耗费大量的计算时间”。

现如今,得益于巧妙的精简,FRaunhofer ILT 取得巨大进展,它们公开发行了第一款可以运行在平板或者智能手机上的激光材料加工实时模拟仿真软件。

在这之前,对激光加工工艺进行可靠仿真的技术只有少数专家才能掌握。在配备了先进的软件以及计算机集群处理之后,他们可以给各种加工工艺提供可靠性高的仿真。但这种复杂的工作,工厂的普通用户很难掌握。尤其对于 ILT 来说,它们往往需要依靠改变供应商的激光系统来建立新的技术流程。

衰减的钻孔光束模拟

仿真时间的缩短

FRaunhofer ILT 的仿真专家一直在开发如何将仿真程序运行在更少硬件资源的软件,比如平板电脑以及智能手机。

如今他们已经实现通过虚拟滑块调整个性化参数,同时模拟仿真结果可以在参数界面窗口实时刷新。

软件程序通过特定的应用模型来减少计算,大大减少了计算的复杂性,使得仿真结果可以实时得到。

传统的模拟程序在激光光束及材料的人机交互中会涉及到一些复数项的表示。而对于用户来说,他们并不关心这些数学参数,用户感兴趣的事情是当激光束焦点位置或者光斑直径变化时钻孔要如何变化。

新型许可软件 AsymptoticDrill 中通过滑动条改变参数

简化的仿真程序允许对这些参数进行适当调整,最终结果与实验数据非常吻合:软件界面上下的图像分别实时显示了使用新的计算模型得到的钻孔位置的仿真图像。与以前的方法以及实验相比,参数的改变非常简单,仿真结果以及参数可以在屏幕上实时显示。

FRaunhofer ILT 的发言人 Torsten Hermanns 介绍:“该 app 开发的用户对象是日常的工业任务,例如迭代设计计算。目标群体包括系统开发商以及机器操作员等。该应用的一个显著优点是处理结果可以实时显示,可在便携式设备上进行交互。相比之下,传统的 PC 机模拟通常需要更多地时间才能产生结果,并不适合携带:用户必须离开操作室或者实验室,快速的交互操作几乎不可能实现,迭代设计计算量很大,很难加速日常任务的处理。”

他补充说,“该款程序可以用来为机械操作员的快速迭代设计服务,让他们更好的了解系统开发以及 FRaunhofer ILT 的处理流程。并且根据客户的需求公司一直不断改善应用。最初,我们致力于解决客户提出的问题。后来,我们需要满足客户越来越多的需求。当然,应用软件的使用需要认证许可。”

 

高级应用:元建模

仿真的高速处理还开辟了一些新的技术领域,比如元建模。元建模涉及了工艺流程和产品评估标准的多个高维数据,很适合进行多参数的复杂仿真处理。这些数据可以用来以超切片的形式显示不同参数对处理结果的影响。通过使用颜色编码对处理结果进行展示可以使最佳参数清晰可见。

这种先进的仿真程序通过数据集数学运算可以找到全局和局部极值——例如最佳以及最差的参数设置。通过实验手段可以实现多个参数的同时优化。这意味着在制造中使用这种新的方法可以使迭代设计更快执行。

定制软件

该公司仍为大量客户定制了一系列软件。在软件合同结束之前,软件适用于所有客户。根据计划,FRaunhofer ILT 的专家的将会继续改善程序以达到最佳效果。改善的诀窍在于传统模式的熟练简化。

FRaunhofer ILT 预计该软件的潜力巨大,在许多工业领域都存在时间密集型计算。例如,在汽车领域,汽车的碰撞测试模拟需要相当大的计算能力。简化模型的原理有望在此领域大展手脚。

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