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解读增材制造三部曲(下)软筋骨撑起新制造

2019-11-05| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1625|原作者: 东部三维网

摘要:定制制造趋势已成为主流,并且增材制造的优势无疑得到了体现,不仅实现了快速,低能耗,而且还解决了传统工艺带来的模具成本问题,同时实现了形状任意复杂的零件。“免费制造。”如何将这些功能与软件集成在一起变

定制制造趋势已成为主流,并且增材制造的优势无疑得到了体现,不仅实现了快速,低能耗,而且还解决了传统工艺带来的模具成本问题,同时实现了形状任意复杂的零件。 “免费制造。”

如何将这些功能与软件集成在一起变得越来越重要,这又回到了“软件定义的制造”之路,基于软件平台的创新将体现在增材制造中。

软件引领创新

增材制造作为一种新的制造技术,要充分利用其带来的颠覆性变化,有必要重新考虑传统的工程设计流程。根据Roland Berger的公开制造报告《Additive Manufacturing next generation》,从工程设计到制造的增材制造零件经历了典型的增材制造软件过程链变化,如图1所示:

图1-增材制造的软件流程升级

来源:Roland Berger报告《Additive Manufacturing next generation》,

南山工业大学完成

众所周知,在传统工程设计中,零件的设计主要由CAD和有限元分析软件完成,包括计算流体动力学模拟,基于模型定义的模拟。增材制造软件流程为传统的工程设计流程增加了更高级的拓扑优化和结构网格设计,并通过连续的仿真优化迭代地优化了最佳解决方案。通过拓扑优化设计的复杂组件在水平上与仿生学设计相似,并且可以达到传统制造方法无法达到的高水平。就成本而言,它远不及功能设计。

该增材制造软件仿真系统顺应了产品设计的发展趋势,不仅可以实现新颖,轻巧的设计,而且还大大降低了仿真技术对设计者的价值。从而支持公司的研发和创新。

用于增材制造的软件系统与工程设计高度相关,并为增材加工过程提供强大的支持。从设计到制造,伴随着从零开始的零件。 ”,在增材制造中起着越来越重要的作用。

由添加材料制成的软骨头

增材制造软件行业的趋势是完全集成和集成。在工程方面,目前没有公司涵盖增材制造软件的整个过程。无论是为增材制造提供产品和服务的软件供应商,还是增材制造公司本身,它都在不断集成软件资源,并正在增材制造软件领域中进行部署。

1,Autodesk

作为全球2D,3D设计和工程软件公司的最大代表,近年来,Autodesk在收购了几家专注于增材加工的专业公司之后,已成为第一家增值的公司。材料加工公司提供全套软件解决方案。

第一阶段:核心业务,包括传统的设计和仿真解决方案(计算机辅助设计,有限元分析,计算流体动力学仿真,基于模型的仿真);

第二阶段:2014年收购WITHIN,其主要业务是设计优化软件(基于有限元分析,结构晶格的优化);

第三阶段:2015年收购NetFabb,其主要业务是专注于3D打印的软件(生成支持结构,分层切片,激光路径和参数优化)。

图2-Autodesk Corporation并购路线图

来源:Roland Berger报告《Additive Manufacturing next generation》,

南山工业大学完成

Autodesk涵盖了整个AM软件流程链。如图3所示,在增强3D设计工作和推广3D打印技术的同时,Autodesk在新的虚拟和真实集成制造中选择了增材制造。预计爆发的3D打印革命将把工业制造能力重新引入大规模生产,这有望促进单个工业设计力量与大型工业系统的整合。

图3-Autodesk Layout 3D设计和升级

从增材制造的整个价值链的高度来看,工程部分只是增材加工过程的组成部分。第一个集成软件平台已经诞生。整个过程如图4所示:

图4-集成软件平台的完整过程

2、3D系统

3D系统作为增材制造的全球领先制造商,也是该行业的疯狂购买者。如图所示,在短短几年内,3D Systems已成功进行了20多次并购,包括软件公司。 5,其在增材制造软件的布局和扩展中的野心很明显。

2013年1月,3D Systems收购了世界级的软件和服务公司Geomagic。它的软件和服务已用于许多工业领域,例如汽车,航空航天,医疗设备和消费产品。其3D CAD设计,检查和扫描软件技术为3D Systems建立了软件平台,无疑将扩大3D Systems的产品阵容,并加速其进入工业打印机行业的步伐。

2013年8月,3D Systems于8月5日宣布收购TeamPlatform。TeamPlatform是用于云计算协作设计和项目管理的平台,使产品设计,工程服务和制造公司能够共享数据并轻松地在3D打印项目上进行协作。 3D Systems表示计划将TeamPlatform的技术尽快整合到其产品组合中,包括Geomagic解决方案和Cubify平台。

图5-3 Dsystems获得Geomagic和TeamPlatform

3,西门子

近年来,为了进一步巩固其在工业软件领域的主导地位,西门子一方面经常进行令人眼花merger乱的并购,另一方面积极从事下游行业应用程序和解决方案的开发。手,增材制造。重要的关注领域之一。

2016年底,西门子和通快宣布将共同开发一种软件解决方案,该解决方案将用于增材制造的NX软件技术与用于集成软件的通快生成处理器技术相集成。解决环境中的整个数字过程链无需零件设计和数据准备的单独应用程序。它将使金属零件的增材制造过程成为生产过程中必不可少的部分,从而促进激光金属融合技术的产业化。

2017年1月,西门子基于集成设计,仿真,数字制造,数据和过程管理软件推出了全面的新型增材制造解决方案。该集成解决方案将在所有阶段使用智能产品模型,从而无需在应用程序或流程之间进行转换或转换,同时使用新的拓扑优化功能来使设计自动化。

同月,与比利时著名的3D打印公司Materialize签署了一项协议,为增材制造技术的设计和制造创建无缝流程,重点是简化和优化增材制造工艺的设计。

2017年3月,科罗拉多州软件公司Frustum还宣布将为其西门子NX软件提供拓扑优化生成器,并且西门子将在其“端到端增材制造解决方案”中添加Frustum技术。 3D打印的零件设计,可加快设计过程,并使逆向工程成为产品设计领域中更为普遍有效的操作。

与GE Additive针对OEM的收购和整合策略相比,SIEMENS是通过NX推进其3D软件解决方案和工业3D打印应用程序的另一种方式。

事实上,许多软件公司都在寻找机会。 Microsoft试图在Win8.1中简化3D打印。 Win10集成了Autodesk的3D打印功能,以创建易于使用的文件格式,可以直接与3D打印机一起使用。从某种意义上说,它也是一个行业标准。微软一直在努力开发3D打印桌面软件。我相信3D打印将最终像2D打印机一样进入家庭。

软件到平台策略

比利时的Materialialise和荷兰的Additive Industries建立了基于增材制造过程控制和集成的多功能软件平台,以提供更有效的管理解决方案,该解决方案已在常规的批量生产中得到验证。显示了图6。

图6-Materialize Inc. Additive Industries的软件平台布局。

从这个角度来看,集成软件平台不仅是增材制造的工程链接,而且是设计,开发,仿真/原型制作,测试和售后各个阶段必不可少的支柱。

首先,从产品设计的角度来看,以软件为主导的创新已反映在传统的研发设计和仿真验证中。增材制造基于传统的CAE软件流程,进一步补充了用于增材制造的专业软件,以深度优化产品设计,例如拓扑优化和晶格结构化软件。

第二,该软件不仅与产品具有更强的关联性,而且还为增材制造技术开发和增材制造流程提供了强大的支持。所谓的传统工程技术链接越来越类似于软件。工程。

最后,为了更有效地满足市场需求并赢得市场竞争,越来越多的软件供应商致力于通过创建集成的软件平台来代替以前仅由一个客户提供的软件来增强其基于平台的服务能力。软件的业务模型。增材制造领域对软件平台的需求已经形成,各种相关的应用自然会层出不穷。

结论

随着制造技术的发展,增材制造的发展将不可避免地跳出传统的制造和制造范式。它不会简单地将现有加工方法替换为增材制造,而是寻求传统加工方法。有效的互补性和整合性最终将形成一条更加期待的产业价值链。

毫无疑问,软件将扮演越来越重要的角色,甚至成为增材制造领域市场竞争的关键因素之一。



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