3Dプリントされた自動車がストレステスト中に内部層間剥離を起こし、設計プロセスにおける重大な欠陥が明らかになりました。シミュレーションフェーズでモデル化されていなかった横方向G荷重が、構造内の層の剥離を引き起こしました。この出来事は、多方向応力が静的予測を超える可能性がある積層造形に動的疲労解析を統合する必要性を強調しています。
ワークフロー：シミュレーションから構造破壊へ 🛠️
設計チームは初期シミュレーションにAltair Inspireを使用し、垂直荷重とねじり荷重に焦点を当てましたが、急旋回時に発生する横方向荷重を省略しました。破壊後、RealityCaptureを使用して損傷部品をデジタル化し、剥離領域の高忠実度3Dモデルを作成しました。このモデルをGOM Inspectにインポートして変形と残留応力の解析を実施し、内部の微細な亀裂が予期せぬ繰り返し疲労に起因することを確認しました。理想的な設計と実際の部品の比較により、印刷層の方向が横方向のせん断応力に対して脆弱であることが明らかになりました。
積層造形パイプラインへの教訓 📐
将来の破壊を防ぐため、パイプラインには動的な横方向荷重を考慮したAltair Inspireでの多軸疲労シミュレーションを含める必要があります。GOM InspectとRealityCaptureを用いたその後の検証は、破損部品だけでなく、体系的な品質管理として実施されるべきです。これら3つのプログラムを反復的なフローに統合することで、隠れた応力点を特定し、3D設計の軽量性が実際の走行条件下での構造的完全性を損なわないようにすることができます。
物理的試験の前に層間剥離を予測・防止するために、3Dプリント部品の設計フローに横方向荷重による疲労シミュレーションをどのように組み込むことができるでしょうか？
(追記：材料の疲労は、10時間シミュレーションをした後のあなたの疲労と同じです。)