軟筋骨撐起新制造 | 增材制造三部曲（下）

　　個(gè)性化定制的制造趨勢成為主流，增材制造的優(yōu)勢正在顯露無(wú)疑，不但速度快、能耗低，而且解決了傳統工藝帶來(lái)的模具成本問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現任意復雜形狀的零件的“自由制造”。

　　如何能將這些功能與軟件進(jìn)行集成就顯得愈加的重要，這就又回到了“軟件定義制造”的路上，而基于軟件平臺的創(chuàng )新將淋漓盡致地體現在增材制造上。

　　軟件引領(lǐng)創(chuàng )新

　　增材制造作為一項新的制造技術(shù)，如要充分利用其所帶來(lái)的顛覆性變革，就必須要求對傳統的工程設計流程進(jìn)行重新思考。根據羅蘭貝格的增材制造公開(kāi)報告《Additive Manufacturing – next generation》，一個(gè)增材制造零件，從工程設計到制造，所經(jīng)歷的典型增材制造軟件流程鏈的變化，如圖1：

　　圖1-增材制造的全軟件流升級

　　南山工業(yè)書(shū)院整理

　　眾所周知，傳統的工程設計中，零件的設計主要由CAD和有限元分析軟件來(lái)完成，其中包括計算流體力學(xué)仿真，基于模型定義的仿真。而增材制造軟件流，在傳統的工程設計流程中增加了更為先進(jìn)的拓撲優(yōu)化和結構晶格化兩個(gè)環(huán)節，通過(guò)不斷的仿真優(yōu)化，迭代出最優(yōu)方案。經(jīng)過(guò)拓撲優(yōu)化設計出的復雜零部件，其精致程度甚至與仿生學(xué)設計相似，能夠達到常規制造方法無(wú)法企及的高水平，在成本方面，更是遠遠低于功能性設計。

　　這種面向增材制造的軟件仿真體系，符合產(chǎn)品設計的發(fā)展趨勢，既能實(shí)現新穎、輕量化的設計，又能大大減少對設計者的經(jīng)驗要求從根本上釋放仿真技術(shù)的價(jià)值，從而支撐企業(yè)研發(fā)創(chuàng )新。

　　面向增材制造的軟件體系，既在工程設計中的具有較高關(guān)聯(lián)性，又能為增材加工過(guò)程提供強大支持，從設計到制造，陪伴著(zhù)一個(gè)零件從無(wú)到有的 “成長(cháng)”，在增材制造中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。

　　增材制造的軟筋骨

　　增材制造軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢是全面整合與集成。在工程方面，當前還沒(méi)有任何一家公司能夠覆蓋增材制造軟件的全流程。無(wú)論是為增材制造提供產(chǎn)品和服務(wù)的軟件供應商，還是增材制造企業(yè)自身，都在不斷整合軟件資源，紛紛在增材制造軟件領(lǐng)域布局。

　　1、Autodesk

　　Autodesk 公司作為全球最大的二維、三維設計和工程軟件公司代表，在近幾年連續收購了幾家專(zhuān)注于增材加工環(huán)節的專(zhuān)業(yè)公司后，極有可能成為第一個(gè)能夠為增材加工提供全方位軟件解決方案的公司。

　　第一個(gè)階段：核心業(yè)務(wù)，主要包括傳統設計和仿真解決方案(計算機輔助設計，有限元分析，計算流體力學(xué)仿真，基于模型定義的仿真);

　　第二個(gè)階段：2014年收購WITHIN，其主要業(yè)務(wù)為設計優(yōu)化軟件(基于有限元分析的優(yōu)化，結構晶格化);

　　第三個(gè)階段：2015年收購NetFabb，其主要業(yè)務(wù)為專(zhuān)注于3D打印的軟件(生成支撐結構，分層切片，激光術(shù)路徑和參數優(yōu)化)。

　　圖2-Autodesk 公司并購路線(xiàn)圖

　　南山工業(yè)書(shū)院整理

　　Autodesk公司覆蓋整個(gè)AM軟件流程鏈如圖3所示，邊加強3D設計工作，同時(shí)在推廣3D打印技術(shù)，在虛實(shí)融合的新型制造中，Autodesk選擇了增材制造。正在爆發(fā)的3D打印革命有望將工業(yè)制造能力重新引入大眾制造，有望促進(jìn)個(gè)體的工業(yè)設計力量與大型工業(yè)系統的融合。

　　圖3-Autodesk 布局3D設計與推廣

　　從增材制造全價(jià)值鏈的高度來(lái)看，工程部分只是增材加工過(guò)程的一個(gè)組成部分，首個(gè)集成化的軟件平臺已經(jīng)誕生，其全流程如圖4：

　　圖4-集成化的軟件平臺全流程