3D-моделирование и симуляция: катализаторы инноваций производственных процессов

Manufacturing Engineering: Как 3D-моделирующее ПО Ansys SpaceClaim помогает производителям оптимизировать дизайны и повысить производственную продуктивность?

Джон Грэм: Когда вы думаете о продуктах, которые производятся, стартовой точкой обычно является 3D-модель. В то время, когда 3D-модели не всегда существовали, токарь запрограммировал 2D-модель в станок, и различные оси двигались и резали детали. Но вещи становятся и продолжают становиться более сложными, пока мы толкаем границы технологий. Геометрия почти всегда нужна для резки деталей. Но было обнаружено, что геометрия может стать узким местом в производстве почти всего. Вся цель SpaceClaim, касательно производственного пространства, — устранить эти узкие места геометрии. Так что нет смысла, если компания тратит время на манипулирование 3D-моделью, пока станок сидит без дела. Они не режут детали. Вам не нужно быть посвященным CAD-пользователем, чтобы модифицировать или ремонтировать файл в SpaceClaim. Это дает людям гибкость редактировать файлы любым способом, который они хотят. Результат в том, что люди в цеху могут фокусироваться на резке деталей и выдаче деталей вместо возни с очисткой файлов.

ME: Ваша компания приобрела SpaceClaim несколько лет назад; как прошел этот переход с принесением расширенного 3D-моделирования клиентам симуляции Ansys?

Грэм: Даже до приобретения SpaceClaim Ansys было партнерство, которое работало хорошо. Однако не было совсем той синергии, которая есть сейчас. Была некоторая путаница о том, какие продукты продавать, и где именно вписывается SpaceClaim. Многие видели выгоду в этом, но в одно время это почти конкурировало с другим продуктом Ansys. Ansys осознало, что технология за SpaceClaim была прорывной, и могла устранить многие узкие места геометрии в аналитическом пространстве. Потребность в технологии вроде SpaceClaim была огромной. Перемотка вперед к сегодня, где есть более единая стратегия за SpaceClaim, вписывающаяся во все пространство симуляции. Он проникает всё больше и больше в симуляцию, и Ansys принял SpaceClaim как переднюю геометрическую технологию выбора для манипулирования и подготовки любого вида модели анализа. Из-за этого всё больше и больше людей принимают SpaceClaim и принимают симуляцию.

ME: SpaceClaim адресует несколько ключевых областей, критических для производителей; как оно помогло пользователям в реверс-инженеринге?

Грэм: Реверс-инженеринг идет рука об руку с 3D-печатью. Годы назад возможности реверс-инженеринга в SpaceClaim были минимальными. Вы могли открыть файлы меша, наблюдать, и, может быть, ссылаться на любую данную грань. Чтобы оценить сегодняшние возможности, вы должны быть осведомлены о заблуждении на рынке, что реверс-инженеринг — это простой перенос файла: нажмите пару кнопок, произойдут некоторые переводы, и выходит чистый CAD-файл — похоже на перевод языка. Там происходит гораздо больше за кулисами, чем средний человек, нуждающийся в реверс-инженеринге, просто не понимал. SpaceClaim начала разрабатывать некоторые замечательные инструменты, где реверс-инженеринг файлов ближе к нескольким нажатиям кнопок. Много функциональности было сжато в один инструмент, который по сути автоповерхностное меш-данные. Пользователи могут быстро создавать чистые поверхности и твердые тела для последующих приложений.

ME: Какие другие ключевые инструменты ПО предоставляет для аддитивного производства, которое видит взрыв интереса со стороны производства?

Грэм: Примерно десять лет назад, когда SpaceClaim появилась, она была прорывной. Она подняла новую технологию, называемую прямой моделировкой, на совершенно новый уровень и сделала 3D-моделирование доступным для любого инженера. Сегодня вы видите некоторые возможности твердого моделирования, проникающие в сферу фасетированных данных, так же, как это происходило десять лет назад. Например, вы можете схватить пару граней и двигать их, или тянуть за то, что выглядит как отверстие, и увеличивать или уменьшать диаметр. Вы можете использовать SpaceClaim для ремонта или выполнения булевых операций на фасетированных данных, похожим образом к CAD-файлам. В каком-то смысле я сравниваю работу в SpaceClaim с работой в цифровой глине. Кто угодно может визуализировать, что они хотят, и SpaceClaim делает оцифровку этого реальностью.

Другой важный аспект SpaceClaim в сфере 3D-печати — оптимизация. SpaceClaim имеет способности сделать оболочку любого вида файла и добавить наполнение к нему. Это балансирует соотношение прочность-к-весу. Он также может сгладить STL с инструментом, называемым shrinkwrapping, по сути накидывая одеяло поверх него и игнорируя мелкие нерегулярности или спайки в модели.

ME: ПО имеет несколько интеграций с широко используемыми производственными инструментами, такими как CAM ПО вроде Mastercam, Esprit и GibbsCAM. Можете ли вы описать, как это работает?

Грэм: Основная часть интеграции SpaceClaim с CAM инструментами — это оптимизированный поток данных. Переводы из одной системы в другую часто вызывают проблемы. Интеграция SpaceClaim с CAM системами по сути устраняет проблемы перевода данных. Одна фича, которую люди любят в интеграциях — это ремонт файлов. Кто-то может открыть клиентский файл в CAM и они не могут сделать траекторию инструмента. Мгновенно через эти интеграции они могут отправить файл в SpaceClaim и не просто отремонтировать его, но убрать мелкие фичи или скругления. Интеграции между этими системами открывают возможности того, что люди могут делать с STL файлами. Некоторые CAM продукты экспортируют STL файлы после различных шагов. С SpaceClaim вы могли использовать тот файл и строить приспособления или использовать его с системами обнаружения столкновений.

ME: Насколько критично 3D-моделирование для пользователей в производственном пространстве?

Грэм: Из-за того, где производственная технология сегодня, вам обычно нужна 3D-модель. И не просто любая модель, а чистая, чтобы предотвратить garbage in/garbage out.

ME: Какие синергии у SpaceClaim с богатством предложений симуляции, доступных от Ansys, включая CAE инструменты с вычислительной гидродинамикой (CFD), и даже конечным элементным анализом (FEA)?

Грэм: Даже до приобретения SpaceClaim были рабочие отношения с SpaceClaim и CAE пространством. С приобретением это только увеличилось. Опора за все продукты Ansys называется Ansys Workbench. Каждый отдельный продукт будет подключаться к Workbench, и это не исключение с SpaceClaim. Если у вас есть модель, из которой вы пытаетесь извлечь середнюю поверхность или извлечь объем для CFD целей, всё произведенное перейдет в Workbench для последующих операций симуляции.

У Ansys есть относительно новый продукт под названием Ansys AIM, в котором SpaceClaim является геометрической основой. Он оптимизирован для дизайн-инженеров и имеет только один пользовательский интерфейс. Вы можете начать с любого CAD инструмента по выбору, затем идти прямо к симуляции. Или начать с файла SpaceClaim, затем симулировать. Вы также можете импортировать модель, использовать SpaceClaim для редактирования, затем симулировать её. Этот инструмент построен с мыслью о дизайн-инженерах и определенно может быть использован в производственном пространстве. Это еще больше показывает важность SpaceClaim для симуляции в продуктах Ansys.

ME: Как выглядит текущий бизнес-климат для производственных пользователей в вашей области программной индустрии?

Грэм: Производственное пространство постоянно менялось годами. Рано в моей карьере я создавал детальные дизайнерские представления и был несколько ограничен созданием деталей, которые бы были ЧПУ обработаны, но ничего слишком сложного. Но вещи эволюционировали всё больше и больше. Подумайте о пятиосевой обработке. Это толкнуло то, что делается в производственном и дизайнерском пространстве. Вы можете делать детали, которые намного более сложные и содержат кривые высшего порядка. Затем вы добавляете 3D-печать в микс. Из-за всего этого CAD ПО и редакторы геометрии не могут быть статичными. Если так, они не встретят нужды рынка. Так же как технологии меняются, должна быть эволюция инструментов, которые люди используют. Я верю, что с увеличенным спросом и технологическими улучшениями в 3D-печати вы увидите увеличение аддитивного производства и снижение спроса на субтрактивное производство. Устойчивый баланс будет достигнут в какой-то момент. И не только люди пытаются просто 3D-печатать вещи, но облегчение становится важнее через технологии вроде топологической оптимизации. Инструменты должны идти в ногу со спросом. Я верю, что SpaceClaim отлично поработала над этим, и вы увидите больше возможностей, прикрепленных к SpaceClaim, по мере изменения рыночных требований.

Новые релизы

Разработчик инспекционного ПО Verisurf Software Inc. (Анахайм, Калифорния) анонсировал доступность своего Quality Inspection Suite, комбинации модулей приложений Verisurf, сконфигурированных для предоставления эффективного решения качественного инспектирования и отчетности. Quality Inspection Suite предоставляет стоимостно-эффективный пакет и гибкие варианты покупки для соответствия потребностям индивидуальных клиентов, включая сайт-лицензию и варианты подписки.

Quality Inspection Suite Verisurf состоит из выбранных лучших в классе модулей приложений, включая Verisurf CAD, способное читать все нативные форматы CAD файлов, позволяя клиентам работать с любой CAD моделью — твердой, поверхностной или каркасной. Model-based Definition (MBD) позволяет пользователям устанавливать уникальные ID, допуски и GD&T ограничения в модели для любой поверхности, признака или другого критического инспекционного элемента. Verisurf Device Interface (VDI) обеспечивает совместимость устройств и контролирует все цифровые измерительные устройства.

Набор также включает Verisurf Measure, обеспечивающий измерение признаков от точных единичных точек до сканированных облаков точек; Verisurf Automate, которое программирует и оперирует все типы и бренды КИМ с интуитивным 3D опытом, визуальным объектно-ориентированным программированием и открытыми стандартами; и Verisurf Validate, предоставляющий точную валидацию перевода CAD модели путем сравнения авторитетной CAD модели с переведенной CAD моделью, это позволяет клиентам быстро идентифицировать любую ошибку перевода.

Сделки

Разработчик мониторинга активов Smartware Group (Center Harbor, NH) и 5ME (Синциннати) создали партнерство, нацеленное на доставку улучшенной видимости активов и автоматизации через производственное предприятие для предиктивного обслуживания, используя Промышленный Интернет Вещей (IIoT).

Freedom eLog 5ME, облачная система мониторинга активов, работает в сочетании с облачным Bigfoot CMMS Smartware для доставки мониторинга состояния активов и автоматизации активности обслуживания. Развертывая Freedom eLog вместе с Bigfoot Integration Suite, пользователи Bigfoot могут захватывать данные активов в реальном времени и ценностную аналитику, от производительности отдельной машины до общей производственной активности, используя любой веб-браузер.

Рубрику «Software Update» редактирует старший редактор Патрик Ваурзиняк.