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课程培训
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增材制造仿真培训课程体系
增材制造仿真培训课程体系 （按软件分专题·自主选修版） 整体定位：聚焦增材制造（3D打印）仿真核心能力，立足高端装备、航空航天、医疗器件、汽车零部件等工程需求，围绕Ansys Additive、Simufact Additive、3-matic三大主流仿真软件（适配当前主流版本）划分专题，每个软件专题均全面覆盖3D打印过程仿真、热应力分析、支撑生成三大核心内容，搭建系统化、软件导向的培训体系。各软件专题独立成篇、逻辑连贯，学员可根据自身工作中常用软件、岗位需求（增材制造仿真工程师、工艺优化工程师、3D打印工程师等）自主选修单个或多个软件专题，兼顾理论基础与工程实操落地，最终达成“熟练掌握目标软件的增材制造仿真全流程方法，能够独立完成3D打印过程仿真、热应力预测及支撑生成与优化，实现打印工艺升级、缺陷控制与产品质量提升”的核心培训目标，适配增材制造、高端装备研发等相关岗位，夯实增材制造仿真核心竞争力，助力缩短研发周期、减少打印失败率、降低生产成本。 专题一：Ansys Additive 增材制造仿真 一、培训目标 掌握Ansys Additive主流版本软件的核心操作逻辑与增材制造仿真原理，熟练运用该软件完成3D打印过程全流程仿真、热应力精准预测及支撑生成与优化，能够独立完成模型搭建、工艺参数配置、仿真求解、结果分析与工艺优化，适配增材制造仿真工程师、航空航天3D打印工艺工程师岗位，满足复杂结构件、高温合金件（如航空零部件、医疗植入件）的增材制造工艺仿真、缺陷预测与质量控制的工程需求，熟练运用软件实现“虚拟打印”替代传统试打印，提升工艺设计效率与3D打印件合格率。 二、主要培训内容 1. 软件基础与理论铺垫：Ansys Additive主流版本软件界面布局、核心模块（前处理模块、打印过程仿真模块、热应力分析模块、支撑生成与优化模块、后处理模块）介绍，软件操作流程与项目文件管理方法；增材制造核心理论回顾（3D打印成型机理、热应力产生原因、支撑结构的作用与设计原则），软件仿真与工程实际的关联逻辑，材料数据库（各类金属粉末、高分子材料、陶瓷材料）的调用、编辑与自定义创建方法，CAD模型（UG、SolidWorks、CATIA）导入与模型修复、简化技巧，网格划分（实体网格、自适应网格）的核心原则与质量评价标准。 2. 3D打印过程仿真实操：基于Ansys Additive主流版本的打印件几何模型预处理（简化、圆角优化、打印方向规划），网格划分技巧（关键区域加密、网格质量检查与优化）；3D打印工艺参数配置（扫描速度、功率、层厚、扫描策略、粉床温度），打印设备参数（光斑大小、铺粉厚度）设置；打印过程仿真求解参数（求解步长、收敛条件、迭代次数）配置，仿真过程监控与异常调整；仿真结果后处理（温度场分布云图、熔池形态分析、打印进度模拟），打印缺陷（未熔合、孔隙、球化、变形）的识别与原因分析，工艺参数优化思路。 3. 热应力仿真实操：Ansys Additive主流版本热应力分析模块操作，热应力仿真参数（热膨胀系数、弹性模量、导热系数、相变参数）配置；打印过程中热应力演化规律仿真、应力分布云图绘制、应力峰值提取与危险区域识别；热应力导致的缺陷（裂纹、变形、层间剥离）的预测与机理分析，热应力优化方法（工艺参数调整、扫描策略改进、预热温度优化）的仿真实现与验证。 4. 支撑生成与优化实操：Ansys Additive主流版本支撑生成模块操作，支撑结构类型（点支撑、线支撑、面支撑）选择与参数配置；支撑生成规则设置（支撑角度、支撑间距、支撑高度），支撑与打印件、基板的连接方式设计；支撑结构优化方法（轻量化设计、易去除优化、应力分散优化）的仿真实现，支撑强度仿真验证，避免支撑断裂、变形导致的打印失败，兼顾支撑效果与打印成本。 5. 实战演练：结合典型产品（航空精密零部件、医疗植入件、高温合金复杂件），使用Ansys Additive主流版本完成3D打印过程仿真、热应力预测及支撑生成与优化全流程操作，排查仿真过程中的常见故障（网格质量不达标、求解不收敛、缺陷预测偏差大、支撑优化效果不佳），输出仿真分析与工艺优化报告，实现软件实操与工程需求的深度结合，掌握高端增材制造件仿真的行业规范。 三、自主选修方向（可任选1-多个模块） • 软件高级功能进阶：Ansys Additive主流版本复杂异形件、多材料3D打印仿真，金属熔融（SLM）、激光烧结（SLS）工艺专项仿真，软件与Ansys其他模块的联动仿真（热应力与结构强度耦合分析），批量打印件仿真的效率优化技巧； • 专项仿真优化：基于Ansys Additive的打印缺陷（未熔合、裂纹）精细化排查与根治，热应力高精度优化（多轮迭代调整、扫描路径优化），高温材料、稀有金属增材制造仿真与参数优化； • 工程化应用进阶：工业级复杂增材制造件的仿真方案设计，软件仿真精度提升技巧（模型修正、参数校准），仿真报告的标准化编写与工程落地应用，仿真结果与实际打印数据的对标校准。 专题二：Simufact Additive 增材制造仿真 一、培训目标 掌握Simufact Additive主流版本软件的核心功能与增材制造仿真流程，熟练运用该软件开展3D打印过程仿真、热应力预测及支撑生成与优化，能够独立完成复杂工况下的增材制造仿真任务，适配增材制造仿真工程师、高端装备3D打印工艺工程师岗位，满足金属增材制造件、大型结构件（如重型装备零部件、模具镶件）的增材制造工艺仿真、缺陷控制与工艺优化的工程需求，掌握软件在热-力耦合仿真、打印变形控制中的应用技巧。 二、主要培训内容 1. 软件基础与理论衔接：Simufact Additive主流版本软件界面布局、核心模块（几何处理模块、打印过程仿真模块、热应力耦合模块、支撑设计模块、后处理模块）功能详解，软件操作规范与项目管理方法；增材制造核心理论与软件仿真逻辑的对应关系（打印过程热传导与应力演化的耦合关系、支撑结构与打印变形的关联），缺陷控制的工程方法，软件材料库（各类金属粉末、合金材料）的调用、编辑与自定义配置，CAD模型导入、修复与简化（非关键区域删减、圆角优化）技巧，网格划分的核心方法与质量优化（边界层网格、自适应网格设置）。 2. 3D打印过程仿真实操：Simufact Additive主流版本打印过程仿真模块操作，打印件、基板几何模型预处理与打印方向规划；3D打印工艺参数（扫描速度、功率、层厚、扫描策略、预热温度）精细化配置，打印设备参数适配；打印过程热-力耦合仿真求解，熔池形态、温度场、应力场的实时仿真与分析；仿真结果后处理（打印缺陷识别、温度曲线分析、熔合质量评估），打印缺陷（孔隙、球化、层间开裂）的机理分析与工艺参数优化方法，提升打印件致密度。 3. 热应力仿真实操：Simufact Additive主流版本热应力耦合仿真模块操作，材料热物理参数、力学参数精准配置；打印过程中热应力的产生、演化与分布仿真，应力峰值提取与危险区域定位；热应力导致的打印件变形、裂纹预测与分析，应力释放方案（工艺调整、热处理仿真）的仿真验证，实现打印变形精准控制，提升产品尺寸精度。 4. 支撑生成与优化实操：Simufact Additive主流版本支撑设计模块操作，支撑结构自动生成与手动编辑技巧，支撑参数（角度、间距、厚度）配置；支撑与打印件、基板的连接强度仿真，支撑变形、断裂风险预测；支撑结构轻量化优化、易去除设计，兼顾支撑稳定性与打印效率，减少支撑材料损耗，优化后支撑方案的仿真验证。 5. 实战演练：结合工业实际场景（重型装备零部件、模具镶件、金属复杂结构件），使用Simufact Additive主流版本完成3D打印过程仿真、热应力预测及支撑生成与优化全流程操作，优化3D打印工艺与支撑方案，排查仿真过程中的常见故障（模型导入失败、网格畸变、求解中断、缺陷预测不准），输出标准化仿真分析报告，提升软件工程化应用能力，掌握金属增材制造仿真的核心技巧。 三、自主选修方向（可任选1-多个模块） • 软件高级仿真：Simufact Additive主流版本多物理场耦合仿真（热-力-相变耦合），大型结构件增材制造仿真，金属熔融（SLM）、电子束熔融（EBM）工艺专项仿真，软件与其他仿真软件的联合仿真入门； • 专项技术进阶：基于Simufact Additive的打印缺陷精细化根治（层间开裂、孔隙消除），热应力与打印变形高精度控制，金属增材制造件热处理仿真与性能优化，扫描策略精细化设计与仿真； • 仿真与实验联动：Simufact Additive仿真结果与实际3D打印、实验测试数据的对标校准，仿真模型修正技巧，仿真参数与实际打印工艺参数的匹配方法，提升仿真精度与工程适用性，实现仿真工艺的快速落地。 专题三：3-matic 增材制造仿真 一、培训目标 掌握3-matic主流版本软件的核心操作与增材制造仿真建模方法，熟练运用该软件完成3D打印过程仿真、热应力分析及支撑生成与优化，侧重模型修复、支撑设计与仿真优化的协同，能够独立完成各类增材制造件的仿真与模型优化任务，适配增材制造仿真工程师、3D打印模型设计师岗位，满足高分子材料、金属材料增材制造件（如家电外壳、小型精密件）的模型优化、工艺仿真与支撑设计的工程需求，掌握软件在模型修复与支撑优化中的核心优势。 二、主要培训内容 1. 软件基础与理论铺垫：3-matic主流版本软件界面布局、核心模块（模型修复模块、打印过程仿真模块、热应力分析模块、支撑生成与优化模块、后处理模块）功能介绍，软件操作流程与项目文件管理；增材制造核心理论回顾（3D打印成型工艺特点、热应力产生机理、支撑设计核心要求），软件的核心优势（模型修复、支撑精细化设计），软件材料数据库的调用、编辑与参数修改，几何模型创建、导入与简化技巧，模型修复（漏洞、冗余面、非流形边修复）的核心方法，网格划分的核心原则与质量优化。 2. 3D打印过程仿真实操：3-matic主流版本打印过程仿真模块操作，打印件几何模型预处理与修复，打印方向规划与模型定位；3D打印工艺参数（扫描速度、功率、层厚、扫描策略）配置，打印材料参数适配；打印过程仿真求解与结果分析（温度场分布、熔池演化、打印进度模拟），打印缺陷（未熔合、球化、变形）的识别与原因分析；工艺参数优化与扫描路径调整，提升打印件表面质量与致密度，适配中小批量增材制造场景。 3. 热应力仿真实操：3-matic主流版本热应力分析模块操作，热应力仿真参数（热膨胀系数、弹性模量、导热系数）配置；打印过程中热应力分布仿真、应力峰值提取与危险区域识别；热应力导致的打印件变形、裂纹预测与分析，热应力优化方法（打印方向调整、工艺参数优化、预热设置）的仿真实现与验证，提升打印件尺寸稳定性。 4. 支撑生成与优化实操：3-matic主流版本支撑生成模块操作，支撑结构自动生成与精细化编辑，支撑类型（点支撑、线支撑、网格支撑）选择与参数配置；支撑设计规则设置（支撑角度、间距、高度、顶部过渡），支撑与打印件的连接优化，避免支撑残留导致的表面缺陷；支撑结构轻量化设计与强度仿真验证，支撑去除工艺仿真优化，兼顾支撑效果、打印成本与产品表面质量。 5. 实战演练：结合典型机械零件（家电外壳、小型精密件、高分子材料打印件），使用3-matic主流版本完成模型修复、3D打印过程仿真、热应力预测及支撑生成与优化全流程操作，优化打印工艺与支撑方案，排查仿真过程中的常见故障（模型修复失败、网格质量不达标、求解不收敛、支撑残留），输出仿真分析与工艺优化报告，提升软件实操与工程应用结合的能力，掌握中小型增材制造件仿真的核心技巧。 三、自主选修方向（可任选1-多个模块） • 软件高级功能：3-matic主流版本复杂模型精细化修复，多材料增材制造仿真，支撑结构参数化设计与批量优化，软件与3D打印设备的联动适配，打印路径精细化编辑与仿真； • 专项仿真进阶：基于3-matic的打印表面质量优化，热应力与打印变形精准控制，高分子材料增材制造仿真与参数优化，支撑残留缺陷根治与优化； • 工程化落地：3-matic仿真工艺方案的实产验证方法，仿真参数与实际3D打印工艺参数的对标校准，中小批量增材制造件仿真的效率优化技巧，仿真报告的工程化解读与落地应用。
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