După cum am prezentat în numărul trecut al T&T, din luna decembrie a anului 2010 în cadrul Universităţii ,,Eftimie Murgu” din Reşiţa s-a înfiinţat Centrul pentru Simulări Numerice şi Prototipare (C.S.N.P.), cu asistenţa financiară a Uniunii Europene, proiectul fiind finanţat prin „Programul IPA de Cooperare Transfrontalieră România - Republica Serbia”, cu un buget total de 199486 Euro, din care contribuţia Uniunii Europene este de 169563 Euro. Partenerii proiectului sunt Universitatea ,,EFTIMIE MURGU” REŞIŢA- ROMANIA(www.uem.ro) respective Colegiul Tehnic de Ştiinţe Aplicate ZRENJANIN – REPUBLICA SERBIA(www.vts-zr.edu.rs).

Baza materială a CSNP asigură posibilitatea abordării de servicii 3D pentru domeniul industrial. Pe lângă dotările prezentate în prima parte a articolului (3D Printer Objet 30 Desktop, Scanner 3D Noomeo Optinum), Centrul mai are în dotare următoarele aplicaţii:

Aplicaţia RAPIDFORM Explorer (www.rapidform.com) este o aplicaţie „free” care permite vizualizarea de modele 3D şi fişiere specifice generate de scannere, în circa 40 de formate, şi care oferă posibilitatea de măsurare a geometriei şi de generare de rapoarte. De asemenea, se pot deschide fişiere native RAPIDFORM (xrl, xdl, mdl), care includ entităţi de tip: nor de puncte, reţele poligonale (mesh), curbe, suprafeţe, solide, note, adnotări, geometrii referinţă, toleranţe, hărţi de comparaţie Scan-to-CAD. Sunt disponibile instrumente de măsurare pentru distanţe, unghiuri, secţiuni, arii, volume şi abateri de mesh pe modele 3D şi se pot genera rapoarte în formate PowerPoint, Excel, PDF sau TXT.

Aplicaţia GOM-Inspect (www.gom.com) este o aplicaţie „free”, surprinzător de puternică, ce permite inspecţia 3D şi procesarea reţelelor poligonale pentru analiza dimensională a seturilor de date de tip nor de puncte. Capabilităţi ale aplicaţiei: import de modele CAD (IGES, STEP, etc.) şi a datelor scanate sub formă de nor de puncte (STL, ASCII), aliniere (automatic, 3-2-1, best-fit), procesare mesh (generare mesh, umplerea găurilor, rafinare mesh, extragerea curburii, export STL, ASCII), comparaţii CAD (suprafeţe, secţiuni, puncte), generare de primitive CAD (linii, plane, cercuri, cilindri, con, etc.), instrumente de inspecţie 3D şi analiză 2D (dimensiuni, unghiuri, diametre), generarea de rapoarte (tabele, imagini, PDF) şi export de date.

Aplicaţia SolidWorks (www.solidworks.com) este un program de proiectare asistată de calculator cu puternice capabilităţi de generare 3D a componentelor, ansamblelor şi a desenelor de execuţie, dezvoltat de firma IBM şi dezvoltat în prezent de firma Dassault Systèmes; programul include puternice module de simulare cu element finit: modulul Simulation Xpress şi Simulation dedicate calculului rezistenţei şi comportării structurilor inginereşti, modulul Motion pentru analiza mişcării mecanismelor şi sistemelor, modelul Flow Simulation dedicat analizei curgerii fluidelor (lichide şi gaze) şi transferului de căldură.

Aplicaţia AnyCasting (www.anycasting.com) este un program de simulare numerică a umplerii şi solidificării topiturii în procesele de turnare şi oferă rezultate bi/tridimensionale în diferite variante de reprezentări grafice. Pe baza knowhow-ului şi expertizei acumulate în ultimii ani, AnyCasting oferă un solver rapid, cu mare stabilitate şi precizie, permiţând utilizatorilor să identifice defectele sau problemele produsului în modul cel mai simplu şi mai rapid: verificarea curgerii, modelele de solidificare şi defectele într-un proces de turnare. Oferă grafice excelente şi o generare rapidă a reţelei mesh, care poate fi realizată uniform sau variabil, cu posibilitatea aplicării unui control local pe anumite porţiuni ale piesei.

Printre alte avantaje se mai pot enumera:

• proprietăţile materialelor din procesul de turnare sunt stocate în program, eliminând necesitatea introducerii de informaţii referitoare la materiale, în final acest lucru simplificând întregul proces de simulare;
• condiţiile iniţiale ale simulării pot fi setate uşor, afişarea comenzilor fiind realizată atât în bara orizontală, cât şi în partea stângă a ecranului într-o ordine bine definită;
• ecuaţiile complete 3D Navier-Stokes sunt rezolvate în paralel cu ecuaţia energiei cuplate totale; se foloseşte un algoritm avansat VOF pentru a trasa şi urmări suprafaţa liberă.

Capabilităţi ale programului AnyCasting: analiza curgerii staţionare şi nestaţionare, proprietăţi dependente de temperatură sau timp (temperatură, presiune, conductivitate termică, căldură specifică, viscozitate, etc.), analiza separată a solidificării sau curgerii, analiza curgerii cu solidificare, predicţia schimbării de fază, transferul de căldură între interfeţele dependente de timp, temperatură, presiune şi proces de turnare, model de vâscozitate newtonian şi non- newtonian, trei tipuri de modele de turbulenţă, tensiune tridimensională de suprafaţă, de unghi de adeziune la perete, model predicţie retasură (mărimea granulelor, gradiente de temperatură, etc.), model predicţie microstructură, predicţia proprietăţilor mecanice, diferite condiţii termice pentru graniţa peretelui în funcţie de timp, rata de umplere şi rata de solidificare, condiţii de frontieră pentru viteză, presiune, înălţime, diferite modelări ale bazinelor de turnare, două tipuri de funcţii de modelare canal, modelarea stoperului şi fiderului, modelarea ventilării şi eşapării, forţă de rotaţie pentru axe aleatorii, simularea turnării ciclice.

Dorian Nedelcu prof. dr. ing. la Universitatea ,,Eftimie Murgu" din Reşiţa

Constantin Marta conf. dr. ing.  la Universitatea ,,Eftimie Murgu” din Reşiţa