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肯纳刀具培训课件
Kennametal 于 1938 年成立。航空航天、土方工程、能源、通用工程和交通运输等领域的客户都对 Kennametal 在材料科学、工具和耐磨损解决方案方面的创新信赖有加。Kennametal 在全球拥有超过 9,000 名员工为分布在 60 多个国家/地区的客户提供服务。在 2017 财年报告中，Kennametal的销售额为 21 亿美元。工业、基础设施和 WIDIA 这三大业务领域的专家直接在客户生产车间、采矿工作面和施工现场工作，帮助解决问题，提高生产效率。 企业文化 安全第一 100% 安全是 Kennametal 对人员和环境保护的基本承诺。我们的承诺对象包括员工、同事、家人和社区，以及与我们合作或依赖于我们产品及专业技术的每一个人。详情请参阅环境、健康和安全 (EHS) 部分。 
道德与诚信 Kennametal 在 2017 年被提名为全球最具道德企业，这已是本公司连续第 6 年被 Ethisphere Institute 授予此殊荣。无论职位、职责或工作地点如何，Kennametal 的所有团队成员都努力秉持最高道德标准，以最具诚信的方式开展业务。详情请参阅道德与合规部分。 尊重和公民精神
要在业务上取得成功，我们还必须满足并超越环境和社会责任的要求，成为所在社区的优秀企业公民。如需详细了解 Kennametal 为打造可持续发展公司所做的努力，请参阅企业可持续性部分。 
Kennametal 于 1938 年由冶金学家 Philip M. McKenna 在美国宾夕法尼亚州拉特罗布创立。浏览我们的发展历程，详细了解我们 75 年来的卓越表现。 
 
增材制造增材制造，也被称为3D打印，是一种用金属粉末或金属丝一层一层地制造零部件的方法。过去几年，人们对金属增材制造工艺的兴趣大增。目前使用的三种主要增材制造工艺是粉床融合（PBF）、定向能量沉积（DED）和黏结剂喷射，FLOW-3D AM为这些过程提供了独特的仿真视角。
在粉床融合和定向能量沉积过程中，激光或电子束都可用作热源。在这两种情况下，PBF的金属粉末和DED工艺的金属粉末或金属丝被完全熔化并融合在一起，逐层形成零部件。然而，在黏结剂喷射工艺中，作为黏结剂的树脂被选择性地沉积在金属粉末上，逐层形成零部件，然后将这些零部件烧结以获得更好的致密度。FLOW-3D AM自由液面跟踪算法及其多种物理模型可以高精度地模拟这些过程。 Laser-powder bed fusion (L-PBF) 激光粉床融合 L-PBF过程涉及复杂的多物理现象，如流体流动、传热、表面张力、相变和凝固，这些现象对仿真的准确性有重要影响。FLOW-3D AM模拟熔池现象时考虑粉末粒度分布和堆积分数，同时求解质量、动量和能量守恒方程。 采用FLOW-3D DEM和FLOW-3D WELD模拟粉床融合全过程。L-PBF工艺的各个阶段是铺粉、粉末熔化和固化，然后在之前的固化层上铺设新粉末，并再次将新层熔化和融合至之前固化层上。FLOW-3D AM可用于模拟这些阶段。 Powder bed laying process 铺粉过程 使用FLOW-3D DEM，可以通过落下随机分布的粒子并堆积铺平来模拟铺粉过程。 实现不同粉床堆积密度的一种方法是在铺粉时选择不同的粒度分布。如下图所示，有三种不同大小的粒度分布，会产生不同的堆积密度，案例2给出了最高的堆积密度。
三种粒度分布
三种粒度分布的粉床致密度 利用FLOW-3D DEM还可以对粒子-粒子相互作用、流体-粒子耦合和粒子-运动物体相互作用进行详细分析。此外，它也可以指定一个粒子间的力，以更精确地研究粉末扩散应用。
粉末传递模拟 FLOW-3D AM采用离散元法（DEM）研究反向旋转圆柱滚子对粉末扩散的影响。开始时，粉末库向上移动，而加工平台向下移动，随后滚筒立即将粉末传递到加工平台上，为下一层的加工做准备。这样的模拟可以提供额外的视角，了解从粉末库转移到加工平台的粉末优选粒度。
Powder bed melting 粉床熔化 铺好粉床后，可以在FLOW-3D WELD中指定激光束工艺参数，以进行高精度熔池模拟。可以详细分析温度、速度、固相分数、温度梯度及凝固速度。
熔池分析 熔池凝固后，FLOW-3D AM压力和温度数据也可以导入到Abaqus或MSC Nastran等有限元工具中，以分析应力和变形量。 Double-layer additive manufacturing case study 双层多路径激光增材制造案例研究 此案例为某大学委托Flow Science China进行的测试项目，基于FLOW-3D AM进行金属粉末在激光热源下的熔化、流动和凝固全过程仿真。双层多路径激光增材制造仿真过程：先在单层粉床进行三平行路径激光增材制造仿真，待此层凝固后重新铺粉再进行单一路径（与首层中间路径相同位置）激光熔化凝固过程模拟。 316L不锈钢粉末球体直径分别为15μm、20μm和25μm, 体积占比各1/3；粉床厚度50μm，单层粉床长度、宽度分别取1200μm、300μm；相邻激光扫描路径间距50μm。
材料物理性质及激光热源参数 按以上条件，分别在FLOW-3D 、DEM及 WELD模块中设定参数后，运行结果如下，符合预期。
铺粉模拟
316L不锈钢粉末床激光烧结 Directed energy deposition 定向能量沉积
FLOW-3D AM的内置粒子模型可用于模拟定向能量沉积过程。通过指定粉末注入速率和入射到固体基体上的热通量，固体颗粒可以向熔池中增加质量、动量和能量。
LMD激光金属沉积 Binder jetting 黏结剂喷射 黏结剂喷射模拟为研究受毛细作用力影响的黏结剂在粉床中的扩散和渗透提供了视角，工艺参数和材料性能直接影响沉积和扩散过程。
黏结剂喷射流动模拟
FLOW-3D CAST提供了完整的流场和热力学场的全方位铸造解决方案。通过与金属铸造行业的客户合作，在铸件和铸造工艺的优化过程中将铸造工艺知识与仿真优势相结合。秉持铸造卓越的承诺，我们与我们的客户积极合作，将不断深化的仿真技术融入其生产经营中。 FLOW-3D CAST的产品和服务包括了完整的铸造工艺模块和强大的技术服务团队。今天，产品已经被广泛应用于金属铸造行业，尤其是在汽车和重工业领域的铸件设计和优化中起到了举足轻重的作用。 FLOW-3D CAST提供了各种学习途径，比如定期的培训计划、线上/线下的研讨会和相关的铸造展览会，为用户以及想了解和学习的人们提供专业的持续教育。 FLOW-3D CAST已经推出全新的2022R1新版本，拥有11个铸造工艺模块，包括了离心铸造（立式和卧式）、连续铸造（连续和半连续）、重力金属型铸造、高压铸造（液态和半固态）、精密铸造、低压砂型铸造、低压金属型铸造、砂型铸造（黑色和有色）、制芯工艺（冷芯盒/热芯盒/无机砂芯）、消失模铸造（黑色和有色）、倾转铸造（砂型和金属型）。
FLOW-3D 是一款高精度计算流体动力学（CFD）软件，解决世界上最棘手的三维瞬态的自由液面问题，协助您优化产品设计并缩短上市时间。FLOW-3D 的完整多物理场套件也包含最先进的后处理工具FLOW-3D POST。 FLOW-3D 为工程技术人员提供了一个完整的、通用的计算流体动力学仿真平台，用于研究各种工业应用和物理过程中液体和气体的动态特性。FLOW-3D 服务于广泛的行业，包括水利环境、海事、航空航天、金属铸造、增材制造、焊接、汽车、能源、微流体、生物技术、涂层和消费品等。
FLOW-3D 是一个独特、功能强大的多物理场工具，它提供了帮助工程师实现建模目标的功能、易用性和能力。以最高级别的性能构建了FLOW-3D CLOUD，在高性能计算解决方案上无缝地从标准工作站扩展到数百个CPU核数的服务器。
高压铸造
Courtesy of Buhler 高压铸造工艺（HPDC）对铸造仿真提出许多苛刻地挑战。FLOW-3D CAST具有几个重要的特征，显著的改善模具填充分析的准确性，让用户能够严苛地分析填充过程，包括追踪金属流动前沿的高精度的TruVOF算法和精确解析复杂形状的FAVOR™方法。FLOW-3D CAST还提供多种检测缺陷模型，比如气孔、热应力和变形、缩孔、缩松、褶皱和夹杂物等。 热平衡分析 热平衡分析对高压铸造是必不可少的一环，模具被重复使用多达上万次。随着时间的推移，模具的翘曲导致产品尺寸不稳定，维持稳定的模温更具有挑战性。FLOW-3D CAST可以考虑模具加热、喷涂、吹气、冷却水路、镶嵌件等因素，更准确、更有效的预测模温分布。
压射曲线最佳化 在高压铸造中，冲头以高速压射入金属铸型内，在压力条件下结晶。对于卧室冷室压铸工艺，将熔融合金倒入压室内，然后冲头将熔融合金快速向前推动，以避免过早凝固，发生浇不足或冷隔缺陷。如果压射速度过快，液态金属包裹气体，最终铸件内部出现气孔缺陷。
充型过程 最复杂的挑战是精确追踪金属在高压、高速条件下进入型腔的过程。由此产生的飞溅金属伴随着整个填充过程，预测由此产生的缺陷是一个重大挑战。 利用FLOW-3D CAST的特有的TruVOF方法，我们可以确定内浇口位置以保证最佳流态，可以确定溢流槽位置以保证缺陷不留在铸件上，可以确定合适工艺参数以预防过早凝固问题。
凝固过程 利用FLOW-3D CAST协助铸造工程师调查铸件内部缩孔形成过程和合金偏析的机理。通过详细的热电偶温度数据分析，确定模具是否需要增加或删除冷却系统，确定是否需要改变金属浇注温度，以保证生产出无缩孔、无缩松、无热应力集中、低变形量和成分均匀的合格铸件。
SOLIDWORKS用户使用增材制造的六种基本工具｜ 达索系统® 目前常用的增材制造技术有立体石印(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)和熔融丝制造(FFF)，还有其他的技术。 一、SOLIDWORKS软件中的增材制造设计方法SOLIDWORKS软件中的特征可以帮助在设计阶段早期识别设计或几何问题，从而降低成本和节省时间。我们将介绍这些特性中的一些功能，这些功能将为一般的增材制造零件设计做准备。 我们将讨论的SOLIDWORKS的功能包括： 1.SOLIDWORKS SimulationXpress（有限元分析预览版）2.Print3D（3D打印模块）3.Geometry Analysis（几何分析）4.Thickness Analysis（厚度分析）5.Undercut Analysis and Draft Analysis（底切分析和拔模分析）6.DFMXpress（制造可行性分析） 二、SimulationXpress（有限元分析预览版）SOLIDWORKS SimulationXpress是一个在SOLIDWORKS中激活的免费工具，可在SOLIDWORKS软件中进行首次有限元分析。SOLIDWORKS SimulationXpress帮助工程师和设计师确保他们正在设计的部件将按照设计的功能工作，这在决定您的原型是否可以正常工作时非常重要。 三、Print3D（3D打印模块）SOLIDWORKS几年前推出了一项功能，通过在应用程序(SOLIDWORKS)中打印到3D打印机，使3D打印机与2D打印机(激光打印机和喷墨打印机)一样容易。这个功能并没有得到3D打印机制造商的广泛认可，但是有一些打印机支持这个功能，比如Makerbot。 四、Geometry Analysis（几何分析）Geometry Analysis（几何分析）功能可以识别可能在其他应用程序中引起问题的几何图形。这些应用包括有限元建模、3D打印或计算机辅助加工。您可以指定控制参数的值来识别这些几何实体。 五、Thickness Analysis（厚度分析）Thickness Analysis（厚度分析）对于所有使用增材方法或减材方法制造的零件来说都是非常重要的工具。每种3D打印方法针对零件尺寸和壁厚都有独特的设计准则。 六、Undercut Analysis and Draft Analysis（底切分析和拔模分析）这些特征通常用于模具设计应用，但是它们在查看增材制造应用时也非常有用。SOLIDWORKS用户只需要定义“拉动”方向或零件将从哪个方向进行构造，并定义角度阈值，SOLIDWORKS将完成其余的工作。 七、DFMXpress（制造可行性分析）DFMXpress是一个免费工具，您需要在SOLIDWORKS软件中激活它。这个工具与增材制造无关。事实上，它面向铣削和钻孔的，这些都是减材制造操作。 八、用于金属3D打印的SOLIDWORKS模型您可以将上述特征应用于大多数制造过程，包括被称为结合金属沉积（BMD）的新工艺。BMD是Desktop Metal公司的Studio系统所提供技术支持的打印技术，通过该系统，将捆绑的金属棒（与聚合物粘合剂混合的金属粉末）加热并挤出以创建3D打印金属部件。 系统的所有组件都是安全的，对办公室友好的，并且不需要大的设备升级来运行打印机。你不仅可以为形状和尺寸制作原型，还可以为功能制作原型。这些是真正的金属零件，可以按照设计标准执行。 九、总结SOLIDWORKS通过在打印前确定要重新设计的区域，帮助设计师和工程师缩短部件迭代周期。虽然许多3D打印机都有内置的几何分析、定向修改和几何检测的专有软件，但在打印阶段发现这些问题意味着工程师们要在他们的CAD程序和打印软件之间进行修改，并为打印做好准备。 使用这些工具，SOLIDWORKS用户可以提前发现3D打印过程中可能存在的问题。直接在程序中编辑。因此可以极大地提高打印性能并降低由于打印失败所导致的迭代周期的降低。
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