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主题

液压核心元件增材设计与制造

分享嘉宾

贺进

安世亚太增材制造与先进设计工程师
本期亮点

增材制造技术会给液压产品带来何种革新？

哪些仿真技术可以帮助液压产品的增材设计？

本期内容

液压系统与液压核心元件工作原理介绍

CAE仿真技术和增材制造技术在液压元件优化设计中的应用

液压产品增材设计与制造应用案例

液压传动是根据17世纪帕斯卡提出的液体静压力传动原理而发展起来的一门新兴技术，目前在国民经济的各个领域中应用十分广泛，液压元件市场容量大，近年来行业逐步进入相对稳定和成熟的阶段，行业增长率也保持在相对稳定的水平。

而增材制造技术的优势和特点也将推动液压系统的进化和发展，目前在液在液压产品的阀门，轴向和径向柱塞泵，液压泵、液压集成阀块等核心元件方面都有应用。在过去5年中，国际上著名液压制造商和制造业用户也都在积极应用增材制造技术。

来源：安世亚太

增材制造技术在实现液压元件轻量化、提高流动效率、无模具、可快速迭代等方面具有优势。这一切看似简单，但实践过程并不容易。液压制造商必须考虑流体、压力所带来的设计复杂性，考虑如何在系统内部定位歧管，内部支撑的放置位置等众多因素。对于液压制造商而言，应用增材制造技术的更大难处在于，如何制造根据“增材制造设计思维”开发液压元件。

《3D打印与液压白皮书2.0》来源：3D科学谷

传统液压元件与3D打印液压元件在设计上有着显著的不同。以液压阀为例，传统液压阀块为规则的长方块状结构，而3D打印液压歧管带给人的最直观印象是不再是规则的阀块，而是一组具有不规则形状的“管道”。

传统加工方法的制约某种程度上使得流体与结构拓扑优化后的液压零部件加工制造遭遇一定的难度，而仿真技术与3D打印-增材制造技术结合，正在突破着传统液压元件设计思维与制造的局限性，并推动液压元件设计优化与性能升级。

本期微课将介绍CAE仿真技术和增材制造技术是如何介入液压产品的设计当中，以及将给液压产品带来何种革新。

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第二季（下）微课预告

“基于正向设计的数字化研制”第二季（下）已于11月5日开讲，本系列微课将分为6讲，直播安排如下：

I 直播安排

第1讲 l 增材制造应用概述

第2讲 l 面向增材制造的控制系统

第3讲 l 基于增材思维的人才培养

第4讲 l 基于增材制造的新工业品服务

第5讲 l 液压核心元件的增材设计与制造

第6讲 l 基于增材思维的医疗辅助工程

*11月5日起，每周四晚8点开始*

 本期预告

利用增材制造技术并不是制造传统加工技术所能够制造的液压件，而是需要基于“增材设计思维”进行设计优化后的特殊液压元件。因此如何对传统的液压元件进行基于“增材设计思维”的设计和再设计将是非常关键的内容。

本期直播微课将介绍CAE技术和增材制造技术是如何介入液压产品的设计当中，将给液压产品带来何种革新。

直播时间：12月10日 20:00-21:00

收看方式：文末海报扫码

 主讲人

贺进

安世亚太增材制造与先进设计工程师。擅长使用ANSYS Topology、Workbench Additive、ANSYS PRINT进行基于增材制造的结构设计、结构验证和增材工艺仿真。参与过金属3D打印的设备开发和工艺参数开发，了解金属3D打印的工艺流程，丰富的3D打印再设计经验；参加完成公司多个增材相关的技术售前与售后支持工作，包括高等院校项目、国防与军工企业项目、以及其它相关企业的项目。

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第二季（下）微课预告

“基于正向设计的数字化研制”第二季（下）已于11月5日开讲，本系列微课将分为6讲，直播安排如下：

I 直播安排

第1讲 l 增材制造应用概述

第2讲 l 面向增材制造的控制系统

第3讲 l 基于增材思维的人才培养

第4讲 l 基于增材制造的新工业品服务

第5讲 l 液压核心元件的增材设计与制造

第6讲 l 基于增材思维的医疗辅助工程

*11月5日起，每周四晚8点开始*

 本期预告

本期直播微课将从高校三大职能的角度分析产教融合人才联合培养的具体着眼点，结合安世亚太的业务实际，以产教融合图谱的形式展示校企合作的模式，介绍校企合作的内涵与外延。

直播时间：12月3日 20:00-21:00

收看方式：文末海报扫码

 主讲人

毕磊

安世亚太产教融合项目运营经理，负责产教融合基地建设项目整体规划，负责数字口腔网平台搭建、运营推广。本科东北电力大学自动化工程学院学士，研究生合肥工业大学电气与自动化工程学院硕士。有15年高校工作经验，在新申报专业建设、专业课程体系建设、校内实习实训场地建设、校外实训基地建设、实习就业管理等领域有丰富的实践经验。曾任“智慧学习工场”项目运营总监，负责五十余个院校基地项目的运营管理评估和检查。

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主题

基于增材制造的新工业品服务

分享嘉宾

李新路

安世亚太增材设计仿真部咨询专家

本期亮点

增材制造的概念与特点

增材思维的先进设计赋能新工业品

增材制造赋能新工业品

新工业品的再设计案例展示

来源：安世亚太

在本期微课中，安世亚太分享了等材、减材制造传统制造工艺与增材制造工艺在设计思维与生产制造模式上的不同。并通过一些新工业品的设计、制造案例，展示了增材思维的先进设计和数字化制造整体解决方案在航空航天、汽车、模具、铸造、机械、通讯等行业内新工业品的应用情况。

等材制造主要是指以铸造、锻造等工艺形式而成形，减材制造主要是指车、铣、磨等制造工艺形式而成形，而增材制造是20世纪80年代后期发展起来的一种新型制造技术。

5G 小基站散热器增材制造。来源：安世亚太

相对于传统制造（等材、减材）工艺而言，增材制造几乎可以不受复杂几何结构形状的限制，这样就给了设计师可以打破传统制造工艺的束缚，不需要考虑传统制造工艺的局限，让设计师更专注于工业品的功能需求，有了更大的设计空间和自由度去设计工业品，从而可以大幅度地提高工业品的性能，节材减重降低成本。因此，增材制造在航空航天、汽车、模具、铸造、机械、通讯等行业为工业品设计、制造带来了一场新的变革。

作为国内先进设计与增材制造服务企业，安世亚太提出了以增材思维的先进设计和数字化制造整体解决方案，以仿真驱动设计，利用拓扑优化、创成式设计、一体化设计、点阵设计、参数优化等方法对工业品进行再设计，完成对工业品的创新，然后在通过增材制造的方式对新工业品进行制造。

目前，随着增材制造工艺和增材制造设备的不断发展完善成熟，增材制造已经开始从原型制造阶段逐步进入到直接制造、批量制造阶段。

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 第二季（下）微课预告

“基于正向设计的数字化研制”第二季（下）已于11月5日开讲，本系列微课将分为6讲，直播安排如下：

I 直播安排

第1讲 l 增材制造应用概述

第2讲 l 面向增材制造的控制系统

第3讲 l 基于增材思维的人才培养

第4讲 l 基于增材制造的新工业品服务

第5讲 l 液压核心元件的增材设计与制造

第6讲 l 基于增材思维的医疗辅助工程

*11月5日起，每周四晚8点开始*

 第4讲预告

• 增材制造的概念与特点
• 增材思维的先进设计赋能新工业品
• 增材制造赋能新工业品
• 新工业品的再设计案例展示

直播时间：11月26日 20:00-21:00

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 主讲人

李新路

安世亚太增材设计仿真部咨询专家，主要负责公司在增材设备产品和打印产品的研发仿真优化分析工作。拥有10多年的仿真分析工作经验，为三十多家企业提供过仿真分析咨询，参与过近百个仿真咨询项目实施。

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第二季（下）微课预告

“基于正向设计的数字化研制”第二季（下）即将于11月5日开讲，本系列微课将分为6讲，直播安排如下：

第1讲预告

分享常用增材制造工艺原理、优缺点及应用场景，帮助制造业用户加深对增材制造工艺的认知和理解。

直播时间：11月5日 20:00-21:00

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主讲人

盖小东

重庆安德瑞源制造副总，多年外企工作经验，有丰富的生产制造经验。

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主题

点阵结构设计与仿真分析

分享嘉宾

逯璐

安世亚太增材设计工程师，专业从事增材先进设计与工艺一体化服务。

本期亮点

宏细观结合的多尺度算法高效实现复杂点阵结构仿真分析

变密度点阵结构优化及仿真分析

来源：安世亚太

在《基于增材制造思维的先进设计》、《增材制造工艺仿真技术与应用》两期微课中，安世亚太分享了面向增材制造的先进设计与制造一体化解决方案。

来源：安世亚太

该解决方案可以分为增材制造先进设计与增材工艺设计与仿真两部分。在增材先进设计阶段，基于增材制造设计的先进理念是指从设计需求出发，按照正向设计的流程，采用拓扑优化完成设计空间的探索，完成概念设计，并基于先进的结构设计技术，如后拓扑结构设计、点阵结构设计等等进行详细的设计定型。然后基于仿真分析对设计方案进行性能验证与分析，或采用参数优化进行设计优化，从而完成设计。

来源：安世亚太

在以上过程中涉及的点阵结构设计与点阵结构仿真分析是本期微课的主要内容。

点阵结构属于多孔介质的一种，密度小、质量轻、效率高，具有良好的比刚度、比强度等力学性能，是一种非常理想的轻质化结构材料。与传统固体结构不同，点阵结构不仅仅是一种轻量化结构，也是一种功能性结构，可以实现如阻尼减震、吸声降噪、缓冲吸能以及隔热隔磁等功能。

然而，点阵结构往往很复杂，传统工艺几乎无法实现复杂点阵结构的制造，随着增材制造技术的快速发展，增材制造可以满足复杂点阵结构的制造要求。

在增材制造应用领域，点阵结构被应用在多种场合，如降低航空航天等领域零件的重量、提高热交换器和散热器的热交换效率、提高阻尼材料的抗震缓冲能力、优化骨科植入物的生物学和力学性能等等，可以说是小点阵、大作用。

由于点阵结构的复杂性、杆件尺寸小、数量多等特点，使点阵结构进行设计、优化并借助仿真验证使其满足使用性能要求成为难点。本期直播微课将围绕点阵结构建模、优化以及如何高效、准确地求解复杂点阵结构的刚度以及强度进行展开，包括：增材制造与点阵结构、点阵结构建模、点阵结构优化、点阵结构分析、案例应用。

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然而，点阵结构往往很复杂，传统工艺几乎无法实现复杂点阵结构的制造，随着增材制造技术的快速发展，增材制造可以满足复杂点阵结构的制造要求。

来源：安世亚太

在增材制造应用领域，点阵结构被应用在多种场合，如降低航空航天等领域零件的重量、提高热交换器和散热器的热交换效率、提高阻尼材料的抗震缓冲能力、优化骨科植入物的生物学和力学性能等等，可以说是小点阵、大作用。

由于点阵结构的复杂性、杆件尺寸小、数量多等特点，使点阵结构进行设计、优化并借助仿真验证使其满足使用性能要求成为难点。本期直播微课将围绕点阵结构建模、优化以及如何高效、准确地求解复杂点阵结构的刚度以及强度进行展开。

l 主讲人

逯璐

安世亚太增材设计工程师，专业从事增材先进设计与工艺一体化服务。

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主题

面向增材制造控形与控性的多尺度力学设计

分享嘉宾

李新路

安世亚太增材设计仿真部咨询专家

本期亮点

增材制造设计过程中如何通过仿真手段实现控形和控性多尺度力学设计

来源：安世亚太

增材制造不只是一项工艺或设备，而是一个包括设计-材料-工艺-设备-检测-标准全方位的技术群，先进设计是增材制造发挥作用的源头。

相对于传统制造技术而言，增材制造对设计技术提出了新需求：

控形控性多尺度力学仿真设计技术
拓扑优化设计与仿真技术
创成式设计与仿真技术
轻量化设计与仿真技术
组元点阵结构设计与仿真技术
跨学科多功能融合设计与仿真技术
梯度材料结构设计技术
……

设计是增材制造技术应用的源头，而力学设计是增材设计技术的核心！控形与控性，是增材制造工艺中两个重要考察指标。

来源：安世亚太

宏观控形主要表现在：翘曲变形、部件开裂、刮板碰撞、支撑开裂及飞溅等。微观控性主要表现在：球化、孔隙率、相变、颗粒尺寸、一次和二次枝晶结构和初始位错密度等微观现象。无论是宏观控形还是微观控性，最终都会体现在产品的力学性能中，产品的力学性能是衡量工艺在工业化应用中的重要指标。

来源：安世亚太

实现增材制造的控形与控性，需要材料性能-打印设备—结构设计—打印工艺一体化调控与优化，涉及到微观-细观-宏观多尺度的力学分析。

本期微课主要将分享在增材设计过程中如何通过仿真手段实现控形和控性多尺度力学设计。包括4个板块内容：1.增材制造控形与控性的多尺度力学；2.粉末颗粒结构微观力学设计;3.组元点阵结构细观力学设计；4.部件系统级的宏观力学设计。

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来源：安世亚太

设计是增材制造技术应用的源头，而力学设计是增材设计技术的核心！控形与控性，是增材制造工艺中两个重要考察指标。宏观控形：翘曲变形、部件开裂、刮板碰撞、支撑开裂及飞溅等。微观控性：球化、孔隙率、相变、颗粒尺寸、一次和二次枝晶结构和初始位错密度。

实现增材制造的控形与控性，需要材料性能-打印设备—结构设计—打印工艺一体化调控与优化，涉及到微观-细观-宏观多尺度的力学分析。

本期直播微课主要将分享在增材设计过程中如何通过仿真手段实现控形和控性多尺度力学设计。

l 主讲人

李新路

安世亚太增材设计仿真部咨询专家，主要负责公司在增材设备产品和打印产品的研发仿真优化分析工作。拥有10多年的仿真分析工作经验，为三十多家企业提供过仿真分析咨询，参与过近百个仿真咨询项目实施。行业涉及到增材制造、汽车行业、新能源电池、机车行业等。

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