„(...) Nie istnieje jeden, idealny system CAD, zaspokajający
potrzeby wszystkich inżynierów.
Ale idealnym systemem jest ten, który usprawnia projektowanie
i pozwala nam nie tylko doskonalić się, ale także...
zaspokajać nasze potrzeby i realizować marzenia.”
Firma Siemens PLM Software
planuje udostępnić kompleksowe rozwiązanie mające uwolnić
pełny potencjał tkwiący w przeżywającej rozkwit technologii
druku 3D (wytwarzania addytywnego). Nowe rozwiązanie (którego
wprowadzenie na rynek planowane jest w styczniu 2017 r.)
obejmuje zintegrowane oprogramowanie do projektowania,
symulacji, produkcji cyfrowej oraz zarządzania danymi i
procesami. Zdaniem przedstawicieli firmy, taka oferta pomoże
przedsiębiorstwom w pełni wykorzystać zalety najnowszej
technologii obróbki addytywnej...
Zintegrowane rozwiązanie
przewiduje wykorzystanie inteligentnych modeli produktów we
wszystkich fazach, bez potrzeby dokonywania konwersji czy
translacji między aplikacjami lub procesami. Takie podejście
umożliwi zautomatyzowane produktywne projektowanie z
wykorzystaniem nowych możliwości, jakie daje optymalizacja
topologii, której efektem często są organiczne kształty trudne
do zwizualizowania przez projektanta oraz niezwykle trudne do
wykonania lub wręcz niewykonalne przy zastosowaniu
tradycyjnych technik produkcyjnych. Technologia ta, w
połączeniu z nowym, zaawansowanym oprogramowaniem Siemensa do
obróbki addytywnej, może umożliwić firmom nadanie dowolnemu
elementowi nowego kształtu w celu uzyskania optymalnej
wydajności, przy obniżonych kosztach.
W
technologii addytywnej część
powstaje poprzez nanoszenie na podstawę kolejnych warstw
materiału. Warstwa po warstwie... Materiał podporowy (na rys.
niebieski) po wydrukowaniu modelu należy usunąć...
Ponadto możliwość wykonania przy
zastosowaniu druku 3D części o zoptymalizowanych kształtach
może przynieść efekt w postaci zmniejszenia liczby części w
danym złożeniu, a tym samym obniżenie masy i zwiększenie
wytrzymałości gotowego produktu. W rezultacie takie branże,
jak przemysł motoryzacyjny, lotniczy i urządzeń medycznych
mogą uzyskać radykalne korzyści.
–
Siemens PLM Software przesuwa granice możliwości obróbki
addytywnej, opracowując rozwiązania pomagające w tworzeniu
zoptymalizowanej funkcjonalnie geometrii, której nie dało by
się uzyskać przy zastosowaniu konwencjonalnych metod
projektowych i produkcyjnych – powiedział dr Ken
Versprille, konsultant wykonawczy z firmy CIMdata. (...)
Część na
rysunku po lewej stronie została zaprojektowana pod kątem
wytwarzania tradycyjnymi metodami.
Część po prawej – ta o bardziej „organicznych kształtach” –
została zaprojektowana pod kątem technologii addytywnych
i cechuje się mniejszą masą, przy porównywalnych parametrach
wytrzymałościowych jak część po lewej...
Rozwiązania
Siemens pozwalają na optymalizację projektów pod kątem np.
obniżenia ich materiałochłonności,
przy zachowaniu wymaganej wytrzymałości...
Projektanci są kształceni pod
kątem tworzenia części przy użyciu tradycyjnych technologii
produkcji, co może ograniczać ich kreatywność i innowacyjność.
W dzisiejszych czasach części produkcyjne są wykonywane przy
użyciu technologii kucia, prasowania, odlewania lub obróbki
skrawaniem. Proponując konstruktorom i projektantom całkowicie
nowy sposób projektowania i wytwarzania części, Siemens pomaga
im wyobrazić sobie na nowo produkty następnej generacji. Firmy
mogą tworzyć unikatowe, lepiej funkcjonujące konstrukcje o
znacznie lepszym stosunku wytrzymałości do masy oraz stosować
zaawansowaną technologię zintegrowanej symulacji i analizy do
przewidywania efektywności rozwiązań konstrukcyjnych. Ta nowa,
transformacyjna technologia przyczyni się do zwiększenia
innowacyjności projektowania.
–
Aby obróbka addytywna mogła być rzeczywiście wykorzystywana w
produkcji przemysłowej, trzeba zapewnić producentom płynną,
cyfrową integrację wszystkich procesów projektowania,
produkcji i automatyzacji, łącznie z kontrolą i monitorowaniem
parametrów pracy maszyn – powiedział Joachim Hoedtke,
dyrektor generalny firmy Hoedtke GmbH & Co. KG, prowadzącej
innowacyjną działalność w dziedzinie obróbki addytywnej i
będącej klientem Siemensa. –
Siemens integruje wiele różnych narzędzi informatycznych z
nowymi technologiami skoncentrowanymi na obróbce addytywnej,
aby pomóc przedsiębiorstwom w osiągnięciu tego celu – dodał.
Nowe rozwiązanie w dziedzinie
obróbki addytywnej obejmuje oprogramowanie NX™ firmy Siemens –
zintegrowane rozwiązanie do wspomaganego komputerowo
projektowania wytwarzania i analiz (CAD/CAM/CAE), ogłoszone
niedawno portfolio Simcenter™ – niezawodny pakiet
oprogramowania symulacyjnego i rozwiązań testowych,
oprogramowanie Teamcenter® – najczęściej na wykorzystywany na
świecie system zarządzania cyklem życia produktu, oraz SIMATIC
IT Unified Architecture Discrete Manufacturing i SIMATIC WinCC
– dwa elementy Manufacturing Operations Management (MOM),
uznanego portfolio Siemensa do realizacji i automatyzacji
produkcji.
NX Hybrid
Additive Manufacturing – to rozwiązanie, łączące w sobie
zarówno elementy programowania NC, jak i sterowania laserem
(spieki), powstało z myślą o nowej serii maszyn DMG MORI
Lasertec. Na jednej maszynie można stosować obie technologie –
obróbki skrawaniem i dodawania materiałów metodą laserowych
spieków. W praktyce oznacza to konieczność obsługi
kompleksowej geometrii 3D (w tym np. z wewnętrznymi pustymi
przestrzeniami) pod kątem wytwarzania w jednym procesie (np.
pozostałe po druku 3D materiały podporowe usuwane są
tradycyjnymi metodami obróbczymi)...
Dwie spośród nowych technologii
zawartych w tym rozwiązaniu, które umożliwiają zautomatyzowane
produktywne projektowanie, to Convergent Modeling i
optymalizacja topologii. Convergent Modeling – technologia
ogłoszona wraz z najnowszym NX 11 – jest pierwszą technologią
tego rodzaju. Pomoże ona inżynierom w optymalizacji
przygotowania elementów do druku 3D, przyspieszeniu ogólnego
procesu projektowania, wraz z funkcją skanowania do druku,
która usprawnia proces inżynierii odwrotnej. Jest to
całkowicie nowy paradygmat modelowania, który znacznie
upraszcza proces pracy z geometrią, składającą się z siatki
figur płaskich, obiektów bryłowych i powierzchniowych bez
konieczności przeprowadzania czasochłonnej konwersji danych
(więcej na ten temat tutaj). Kolejna nowa technologia –
optymalizacja topologii – pomoże analitykom w automatyzacji
iteracyjnego procesu projektowania i optymalizacji części z
uwzględnieniem wielu parametrów fizycznych, takich jak
drgania, dynamika płynów i wymiana ciepła. Narzędzia
zintegrowanej symulacji i analityki predykcyjnej pomagają w
dokonaniu oceny projektu pod kątem wykonalności produkcji, w
celu uzyskania większej pewności potrzebnej do realizacji
projektów zoptymalizowanych pod kątem obróbki addytywnej.
Poza tymi nowymi technologiami,
Siemens wprowadza również nowe rozwiązanie w zakresie
przygotowania druku 3D zarówno części metalowych, jak i z
tworzyw sztucznych, wykorzystujące te same inteligentne modele
produktów od fazy projektowania i symulacji, aby pomóc w
automatyzacji zmian projektowych i uproszczeniu całego
procesu.
Mowa o nowym rozwiązaniu
pomagającym operatorom w przygotowaniu części do druku 3D
metodą spiekania proszków (Powder Bed) i opartą na technologii
podobnej do druku atramentowego (Multi Jet Fusion). W
przypadku drukowanych części metalowych, NX 11 zapewnia
przygotowanie modelu do laserowego osadzania metalu i
programowania sterowanego numerycznie. Obejmuje to symulację
pracy hybrydowych obrabiarek 3D, w których osadzanie metalu
jest realizowane metodami subtraktywnymi w środowisku
pojedynczej obrabiarki. Dla materiałów ekstrudowanych (jak
tworzywa sztuczne czy nylon wzmocniony włóknami węglowymi),
opracowano testowaną obecnie technologię programowania procesu
osadzania topionego materiału (FDM) przy użyciu robotów
wieloosiowych. Po wydrukowaniu części ten sam zintegrowany
system NX jest wykorzystywany do wykonywania operacji
sterowanych numerycznie (NC), jak usuwanie konstrukcji
wsporczych, precyzyjna obróbka powierzchni oraz inne czynności
technologiczne i kontrolne.
Więcej informacji na temat
działań Siemens PLM Software w obszarze druku 3D można znaleźć
tutaj.