为了突破飞机性能的极限，航空航天公司必须仔细平衡成本、质量、安全、功能和资源使用。实现能源效率、安全性和轻量化设计目标需要对材料选择、几何形状、生产成本和物流进行早期评估。
随着传统制造业达到极限，新材料和新工艺对于延长飞行里程、减少碳排放以及确保安全至关重要。然而，必须从一开始就对未来的设计进行制造可行性评估。
虚拟制造通过允许工程师在开发周期的早期模拟和验证制造过程来应对这一挑战。这确保了所提出的设计是实用的，有助于最大限度地降低风险，优化效率，加速创新。
航空航天部件虚拟制造的优势
理由 #1
缩短交付时间
设计稳健工艺，实现首件试制即达到所需零件质量
理由 #2
及早发现产品与工艺异常
在缺陷影响生产之前识别并解决问题
理由#3
提前做出决策
及早做出更明智的选择，避免高成本的延误和后期零件修改
理由 #4
最小化物理原型样机
通过精准虚拟测试，减少对原型的依赖
理由 #5
验证可行性与安全性
在设计初期就确保方案符合安全与性能标准，同时考虑实际制造状态
理由 #6
无缝协作
通过共享洞察提升团队协作，缩短设计迭代中的反馈周期
利用虚拟制造产品组合
在整个产品开发与生产阶段促进协作与一致性——自信地设计钣金成形工艺、砂型铸造、精密铸造，以及树脂浸渍或预浸复合材料部件
铸造
铸造是航空航天制造中的关键工艺，可生产轻量化、高精度的零部件，对飞机性能和可靠性至关重要。精密铸造能够提供出色的表面质量和尺寸精度，非常适合制造涡轮叶片等复杂零件；而砂型铸造则为较大部件（如舱门和发动机舱）提供经济高效的解决方案。这两种方法均能确保航空航天零件制造商满足严格的强重比和性能标准。
为了实现高品质铸件，同时保证上市时间并在可控成本下生产，采用利用先进物理建模和有限元技术的仿真软件进行虚拟工艺设计是必不可少的。
在灌注和凝固阶段，提前准确预测潜在制造问题，如未充满、气体夹杂、收缩及微孔、裂纹和热裂等，从而降低报废率，并防止在后期进行昂贵的重新设计。
对整个铸造过程进行虚拟建模，还可以分析残余应力和变形等复杂效应，使零件制造商能够在公差范围内交付铸件。此外，还可提供有关微观结构、晶粒生长方向和力学性能的宝贵洞察，确保部件满足航空航天耐用性和安全标准。
复合材料
复合材料在航空航天制造中至关重要，具有卓越的强重比，可提升飞机性能和燃油效率。复合材料由碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维等嵌入树脂基体制成，比传统金属轻得多，同时仍保持结构完整性。这使其非常适合用于关键部件，如机身段、机翼和发动机零件。复合材料具备耐用性、抗疲劳性和防腐性能，有助于打造更安全、更高效、更可持续的飞机设计。
复合材料仿真软件使工程师能够模拟和优化制造过程的每一个环节，从干纤维织物及热塑性和热固性预浸料的铺放与预成型，到树脂传递成型、浸渍和固化工艺。对复合材料零件制造过程进行虚拟建模，可准确预测材料行为及潜在缺陷。通过分析纤维取向、剪切角度、层厚、固化质量和变形等因素，可确保结构完整性和工艺效率最优。同时，它在设计阶段实现几乎即时的反馈循环，使生产周期可自信缩短，并将材料浪费降至最低
钣金成型
钣金成形是航空航天制造中的关键工艺，可高效批量生产高精度金属零部件。它将金属板材成形为复杂结构，具有严格公差，确保飞机的结构完整性和安全性。从肋骨和框架等结构部件，到大型机身和机翼面板，钣金成形零件为关键航空航天部件提供所需的强度、耐用性和精度。
为应对回弹效应和材料变薄等挑战，钣金成形仿真软件至关重要，它可优化模具几何形状、预测材料行为并完善成形策略。无论您使用（不锈）钢、铝或钛材料，处理小型或大型零件，采用依赖温度与应变速率的先进材料，对拉伸成形、超塑性成形、液压成形、橡胶垫或膜成形等多种工艺进行虚拟建模，都能在任何实体模具制造前消除制造缺陷，确保零件在公差范围内交付、质量最佳，同时最小化生产周期和材料浪费。
