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(shì)成為主流，增材制造的優(yōu)勢(shì)正在顯露無(wú)疑，不但速度快、能耗低，而且解決了傳統(tǒng)工藝帶來(lái)的模具成本問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)任意復(fù)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(tái)的創(chuàng)新將淋漓盡致地體現(xiàn)在增材制造上。

　　軟件引領(lǐng)創(chuàng)新

　　增材制造作為一項(xiàng)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(duì)傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)流程進(jìn)行重新思考。根據(jù)羅蘭貝格的增材制造公開(kāi)報(bào)告《Additive Manufacturing – next generation》，一個(gè)增材制造零件，從工程設(shè)計(jì)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(jí)

　　南山工業(yè)書院整理

　　眾所周知，傳統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中，零件的設(shè)計(jì)主要由CAD和有限元分析軟件來(lái)完成，其中包括計(jì)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(tǒng)的工程設(shè)計(jì)流程中增加了更為先進(jìn)的拓?fù)鋬?yōu)化和結(jié)構(gòu)晶格化兩個(gè)環(huán)節(jié)，通過(guò)不斷的仿真優(yōu)化，迭代出最優(yōu)方案。經(jīng)過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)出的復(fù)雜零部件，其精致程度甚至與仿生學(xué)設(shè)計(jì)相似，能夠達(dá)到常規(guī)制造方法無(wú)法企及的高水平，在成本方面，更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于功能性設(shè)計(jì)。

　　這種面向增材制造的軟件仿真體系，符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)，既能實(shí)現(xiàn)新穎、輕量化的設(shè)計(jì)，又能大大減少對(duì)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)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(shè)計(jì)中的具有較高關(guān)聯(lián)性，又能為增材加工過(guò)程提供強(qiáng)大支持，從設(shè)計(jì)到制造，陪伴著一個(gè)零件從無(wú)到有的 “成長(zhǎng)”，在增材制造中扮演著越來(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(shì)是全面整合與集成。在工程方面，當(dāng)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(yīng)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(shè)計(jì)和工程軟件公司代表，在近幾年連續(xù)收購(gòu)了幾家專注于增材加工環(huán)節(jié)的專業(yè)公司后，極有可能成為第一個(gè)能夠?yàn)樵霾募庸ぬ峁┤轿卉浖鉀Q方案的公司。

　　第一個(gè)階段：核心業(yè)務(wù)，主要包括傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真解決方案(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，有限元分析，計(jì)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(gòu)WITHIN，其主要業(yè)務(wù)為設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件(基于有限元分析的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)晶格化);

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

　　圖2-Autodesk 公司并購(gòu)路線圖

　　南山工業(yè)書院整理

　　Autodesk公司覆蓋整個(gè)AM軟件流程鏈如圖3所示，邊加強(qiáng)3D設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)力量與大型工業(yè)系統(tǒng)的融合。

　　圖3-Autodesk 布局3D設(shè)計(jì)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(tái)已經(jīng)誕生，其全流程如圖4：

　　圖4-集成化的軟件平臺(tái)全流程