美國能源部（DoE）堪薩斯城國家安全校區(qū)（KCNSC）的一項新舉措是使用3D打印來提高制造速度和生產率。與桑迪亞國家實驗室合作，來自跨國制造業(yè)集團霍尼韋爾的工程師正在整合算法和3D模擬，以優(yōu)化3D打印和傳統(tǒng)加工零件的設計和生產。
     執(zhí)行了一項比較基于3D模型的工作指令和2D工作指令的研究，證明在一個3D打印布線組裝操作的整個構建中減少了15％的廢料。通過應用基于3D模型的工作指令，減少浪費可能會通過DoE的物理原型設計節(jié)省數(shù)百萬美元。

基于3D模型的工作指令。圖片來自KCNSC。
     被稱為Simulation First計劃的合作伙伴正在利用Sandia在代碼開發(fā)方面的專業(yè)知識和KCNSC的仿真應用來改善為DoE國家核安全管理局服務的制造流程。在此計劃中，霍尼韋爾的工程師正在應用基于物理的工具來模擬生產操作。這樣做是為了減少使用增材制造以及常規(guī)制造的部件找到正確工藝和制造參數(shù)所需的測試次數(shù)，最佳重量，結構和堅固度是在構建原型之前可以使用該模型識別的一些參數(shù)。
加速制造流程
     為了證明Simulation First計劃的功能，霍尼韋爾工程團隊生產了許多泡沫部件。由于其復雜的化學組成和加工程序，泡沫部件通常具有低產量并且用于抗沖擊核容器部件。根據(jù)該倡議，KCNSC和桑迪亞團隊共同努力尋找一種方法來預測聚氨酯泡沫在外殼中的膨脹，并提供增加生產能力的方法。于是開發(fā)了一種基于3D模型的工作指令，用于預測每個封裝組件的填充行為?，F(xiàn)在在KCNSC上使用了400多次，這個模型導致了物理原型的創(chuàng)建和更快的開發(fā)計劃。
增材制造中的模擬
    放棄產品開發(fā)的“反復試驗”方法，增材制造的模擬已經應用于各種行業(yè)。去年，歐洲核子研究組織（CERN）開始使用Simufact Additive，這是一種優(yōu)化激光粉末床融合（PBF）的數(shù)字工具，用于預測SLM 3D打印的結果，確保更高效地使用高價值組件。

    最近，3D Systems開始通過虛擬手術計劃（VSP）技術提供其醫(yī)療模擬解決方案，并通過技術公司Stryker提供其3D解剖模型系列。因此，3D Systems在超過100,000個案例中提供了VSP或解剖服務，包括面部重建手術和全面部移植。