新材料研發(fā),學術(shù)研究如何應(yīng)用到實際制造中

客戶越來越擔心他們的選擇對環(huán)境的影響,行業(yè)監(jiān)管機構(gòu)也是如此。然而與此同時,人們通常會根據(jù)價格做出最終的購買決定。因此,毫不奇怪,許多制造商努力在眼前的成本和生產(chǎn)率限制與長期可持續(xù)發(fā)展目標之間尋求平衡。
然而,集成計算材料工程(ICME)的最新進展使得設(shè)計和生產(chǎn)結(jié)合了更高的可持續(xù)性、成本效益和制造效率的產(chǎn)品變得更加容易。
制造商對材料的選擇對產(chǎn)品的整體成本和整個生命周期的環(huán)境影響都有巨大的影響。ICME認識到材料特性在產(chǎn)品性能中的關(guān)鍵作用,利用模型和軟件工具將材料置于產(chǎn)品設(shè)計和工程的中心。例如,利用ICME,公司可以設(shè)計出充分利用給定復(fù)合材料性能的產(chǎn)品,以減少制造過程中的浪費。通過使用ICME,制造商可以消除對物理原型的需求,進一步降低材料消耗。ICME的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢是,它可以在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上減少多達20%的組件重量,同時確保它們的強度,使它們更不容易出現(xiàn)故障,從而使產(chǎn)品更節(jié)能、更耐用。ICME還幫助制造商遵守安全和可持續(xù)發(fā)展法規(guī)。
那么,考慮到ICME的優(yōu)勢和這門學科已經(jīng)存在幾十年的事實,為什么沒有更多的制造商使用它呢?答案是,直到最近,采用ICME都是昂貴且耗時的。因此,它的使用僅限于航空航天和汽車等少數(shù)行業(yè),在這些行業(yè)中,制造商面臨著使用新型輕質(zhì)復(fù)合材料提高車輛燃油效率的壓力。
我們決心幫助我們所有行業(yè)的更多客戶從開發(fā)和使用新材料中獲得商業(yè)優(yōu)勢,在過去的17年里,我們一直與領(lǐng)先的學術(shù)研究人員合作,解決如何使ICME更容易獲得、負擔得起和更容易使用的問題。結(jié)果是海克斯康的10xICME。
更智能地使用數(shù)據(jù)
長期以來,廣泛、經(jīng)濟地使用ICME的最大障礙之一是數(shù)據(jù)管理。高效、經(jīng)濟的ICME依賴于將材料工程的準確信息無縫集成到產(chǎn)品設(shè)計和制造解決方案中。
10xICME是第一個克服安全數(shù)據(jù)管理挑戰(zhàn)的ICME解決方案,這樣制造商就可以利用整個供應(yīng)鏈中關(guān)于材料的一致和可信的數(shù)據(jù)源,并嵌入從供應(yīng)商的材料卡到制造到最終零件的材料的數(shù)字雙胞胎。沒有有效可靠的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng),使用不同系統(tǒng)的團隊很容易丟失重要的測試信息。為了提高效率,材料生命周期管理必須能夠?qū)⒛M系統(tǒng)的虛擬數(shù)據(jù)與物理材料測試、CT掃描和計量數(shù)據(jù)結(jié)合起來使用,而沒有任何信息丟失的風險。
能夠高效地使用由強大的仿真工具生成的材料數(shù)據(jù)對于使設(shè)計和工程更加可持續(xù)(包括材料選擇)具有重要作用。通常,一旦工程師找到了一種材料的設(shè)計,他們就會生產(chǎn)并物理測試多個樣品。通過使用計算機模擬對材料進行虛擬測試,工程師不僅可以對先進材料的性能極限進行全面分析,還可以減少制作多個物理測試樣品的需求。例如,Camanho模型使航空航天復(fù)合材料性能能夠從樣片到零件進行精確預(yù)測。這讓工程師們對性能預(yù)測更有信心,因為先進的復(fù)合材料不被視為“黑色金屬”。使用材料生命周期管理,他們可以與材料專家一起審查物理和虛擬測試的相關(guān)性,并將這些安全裕度應(yīng)用到他們的設(shè)計中,以減少材料的使用。
ICME解決方案還考慮了制造過程如何影響每種材料的獨特性能和性能極限。有了這些信息,制造商可以優(yōu)化設(shè)計,使用最少的材料,從而減少浪費。