Fraunhofer ILT 解決了一個復(fù)雜的切割工藝模擬問題，即實現(xiàn)了在手機及平板電腦上的加工過程模擬。
激光材料加工(LMP)過程的仿真在過去幾年取得了顯著地進(jìn)展。德國亞琛的Fraunhofer 激光研究所近日發(fā)表聲明，如今的 LMP 管理軟件已可以對特定工件的工作狀態(tài)進(jìn)行較好的預(yù)測。不過研發(fā)機構(gòu)的專家也補充說，“這種預(yù)測過程極其復(fù)雜，需要耗費大量的計算時間”。
現(xiàn)如今，得益于巧妙的精簡，F(xiàn)Raunhofer ILT 取得巨大進(jìn)展，它們公開發(fā)行了第一款可以運行在平板或者智能手機上的激光材料加工實時模擬仿真軟件。
在這之前，對激光加工工藝進(jìn)行可靠仿真的技術(shù)只有少數(shù)專家才能掌握。在配備了先進(jìn)的軟件以及計算機集群處理之后，他們可以給各種加工工藝提供可靠性高的仿真。但這種復(fù)雜的工作，工廠的普通用戶很難掌握。尤其對于 ILT 來說，它們往往需要依靠改變供應(yīng)商的激光系統(tǒng)來建立新的技術(shù)流程。
衰減的鉆孔光束模擬
仿真時間的縮短
FRaunhofer ILT 的仿真專家一直在開發(fā)如何將仿真程序運行在更少硬件資源的軟件，比如平板電腦以及智能手機。
如今他們已經(jīng)實現(xiàn)通過虛擬滑塊調(diào)整個性化參數(shù)，同時模擬仿真結(jié)果可以在參數(shù)界面窗口實時刷新。
軟件程序通過特定的應(yīng)用模型來減少計算，大大減少了計算的復(fù)雜性，使得仿真結(jié)果可以實時得到。
傳統(tǒng)的模擬程序在激光光束及材料的人機交互中會涉及到一些復(fù)數(shù)項的表示。而對于用戶來說，他們并不關(guān)心這些數(shù)學(xué)參數(shù)，用戶感興趣的事情是當(dāng)激光束焦點位置或者光斑直徑變化時鉆孔要如何變化。
新型許可軟件 AsymptoticDrill 中通過滑動條改變參數(shù)
簡化的仿真程序允許對這些參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，最終結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)非常吻合：軟件界面上下的圖像分別實時顯示了使用新的計算模型得到的鉆孔位置的仿真圖像。與以前的方法以及實驗相比，參數(shù)的改變非常簡單，仿真結(jié)果以及參數(shù)可以在屏幕上實時顯示。
FRaunhofer ILT 的發(fā)言人 Torsten Hermanns 介紹：“該 app 開發(fā)的用戶對象是日常的工業(yè)任務(wù)，例如迭代設(shè)計計算。目標(biāo)群體包括系統(tǒng)開發(fā)商以及機器操作員等。該應(yīng)用的一個顯著優(yōu)點是處理結(jié)果可以實時顯示，可在便攜式設(shè)備上進(jìn)行交互。相比之下，傳統(tǒng)的 PC 機模擬通常需要更多地時間才能產(chǎn)生結(jié)果，并不適合攜帶：用戶必須離開操作室或者實驗室，快速的交互操作幾乎不可能實現(xiàn)，迭代設(shè)計計算量很大，很難加速日常任務(wù)的處理。”
他補充說，“該款程序可以用來為機械操作員的快速迭代設(shè)計服務(wù)，讓他們更好的了解系統(tǒng)開發(fā)以及 FRaunhofer ILT 的處理流程。并且根據(jù)客戶的需求公司一直不斷改善應(yīng)用。最初，我們致力于解決客戶提出的問題。后來，我們需要滿足客戶越來越多的需求。當(dāng)然，應(yīng)用軟件的使用需要認(rèn)證許可。”
高級應(yīng)用：元建模
高級應(yīng)用：元建模
仿真的高速處理還開辟了一些新的技術(shù)領(lǐng)域，比如元建模。元建模涉及了工藝流程和產(chǎn)品評估標(biāo)準(zhǔn)的多個高維數(shù)據(jù)，很適合進(jìn)行多參數(shù)的復(fù)雜仿真處理。這些數(shù)據(jù)可以用來以超切片的形式顯示不同參數(shù)對處理結(jié)果的影響。通過使用顏色編碼對處理結(jié)果進(jìn)行展示可以使最佳參數(shù)清晰可見。
這種先進(jìn)的仿真程序通過數(shù)據(jù)集數(shù)學(xué)運算可以找到全局和局部極值——例如最佳以及最差的參數(shù)設(shè)置。通過實驗手段可以實現(xiàn)多個參數(shù)的同時優(yōu)化。這意味著在制造中使用這種新的方法可以使迭代設(shè)計更快執(zhí)行。
定制軟件
該公司仍為大量客戶定制了一系列軟件。在軟件合同結(jié)束之前，軟件適用于所有客戶。根據(jù)計劃，F(xiàn)Raunhofer ILT 的專家的將會繼續(xù)改善程序以達(dá)到最佳效果。改善的訣竅在于傳統(tǒng)模式的熟練簡化。
FRaunhofer ILT 預(yù)計該軟件的潛力巨大，在許多工業(yè)領(lǐng)域都存在時間密集型計算。例如，在汽車領(lǐng)域，汽車的碰撞測試模擬需要相當(dāng)大的計算能力。簡化模型的原理有望在此領(lǐng)域大展手腳。
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