Simulace 3D tisku v software Ansys - spolupráce s Průša Research
Také vás zaujaly 3D tiskárny a představa svobodného tvoření s minimálními náklady a naprostou volností, kterou člověk může pocítit při transformaci těch nejodvážnějších myšlenek do reálné konstrukce? V SVS FEM jsme tým technologických nadšenců a tak jsme se rozhodli přihlásit do třetího ročníku globální soutěže pro zástupce společnosti Ansys Inc. Předmětem soutěže jsou nejlepší numerické modely zpravidla z oblastí, které jsou velmi poptávané, ale které zároveň nejsou doposud řešené. Nejde přitom jen o barevné obrázky (ačkoliv i ty hrají pochopitelně důležitou roli při hodnocení).
Kde však získat zkušenosti, popis konstrukce a problémů, které s tiskem souvisí? Slovo dalo slovo a domluvili jsme se s Josefem Průšou a jeho bratrem Michalem na osobním setkání. Ačkoliv vytížení obou je velmi vysoké, našla se chvíle na setkání a přimo s Michalem Průšou jsme se mohli domluvit na vzájemné spolupráci. Ti z Vás, kteří zmíněné neznáte, tak jen drobné připomenutí – jedná se o autory OpenSource 3D tiskárny, jejíž konstrukce je postavena tak, aby se mohla vzájemně replikovat, jinak řečeno tisknout sama sebe.
Důležitou roli při hodnocení soutěže hraje komplexnost řešení a samozřejmě i naléhavost zvoleného problému pro komerční sféru. Loni se nám podařilo výrazně zabodovat v celosvětové konkurenci a náš kolega Zdeněk Čada se umístil na předních příčkách soutěže se svým multifyzikálním modelem proudění kolem vyhřívaného zpětného zrcátka automobilu, který vytvořil v prostředí Ansys AIM (zde). Letos jsme při zvažování témat pro soutěž dlouho diskutovali o simulaci 3D tisku v prostředí software Ansys. Problematika 3D tisku je velmi komplikovaná ať již po stránce fyzikální, tak po stránce algoritmické. 3D tisk je ve své podstatě multifyzikální úlohou s vysokou mírou vazby mezi přirozenou a nucenou konvekcí, stabilitou stroje i tištěných konstrukcí, přestupem i prostupem tepla, kinematikou tiskové hlavy či materiálu používaného pro tisk a to neuvažujeme úlohy regulace a řízení tisku ať již po stránce vhodné automatizace či optimální elektronické konstrukce. Bylo tedy nasnadě, že se naší volbou tímto pro letošní soutěž nakonec stala simulace 3D tisku.
Michal Průša nás také provedl výrobními prostorami a předvedl i jejich vlastní výzkum v této oblasti. Je skutečně úžasné jak rychle se jejich firma rozvíjí a jak dynamicky se mění konstrukce jejich tiskárny. Velmi zajímavé jsou i jejich tiskové farmy, které zvládají tisk až 3 000 tiskáren každý měsíc. Setkání bylo velmi zajímavé i pro reálnou představu vlastního tisku, ale především kvůli problémům se kterými se musí tiskárny resp. jejich tvůrci potýkat. Velkou výzvou je pochopitelně hlavně vlastní proces nanášení a tisková hlava či její okolí (chlazení, tavení, průchodnost,...). Ovšem, velkou část problémů lze vytipovat i bez znalosti procesu, avšak taková setkání jsou nedocenitelná. V rámci našeho setkání jsme tak prodiskutovali i současné možnosti simulačních nástrojů a domluvili jsme se na budoucím plánu prací, tak abychom se již v červnu 2017 mohli pochlubit rozumnými výsledky, které nejen že dokáží popsat detailní chování zmíněných problémů, ale které také pomohou posunout tuto oblast opět o kousek dál.