直感的な設計プラットフォームが3Dプリントプロセスを加速

情報ネットワークやインテリジェント製造に代表される新たな技術革新の波が世界中で生まれています。この波の中で、従来の業界の境界はなくなり、さまざまな新しい分野や業態が生まれてくるでしょう。この新しい産業チェーンにより、製造業は単なるハードウェア製造の概念ではなくなり、より多くのソフトウェア技術、自動化技術、最新の管理技術、新しいサービスモデルが統合されるようになります。米国ではこのプロセスを「インダストリアル・インターネット」と呼び、ドイツでは「インダストリー4.0」、中国では「中国製造2025」と呼んでいます。

「中国製造2025」は、情報技術と製造技術を深く融合させ、デジタル化、ネットワーク化、インテリジェント化を主軸に、今後10年間の中国製造業の設計におけるトップレベルの計画とロードマップとなる。中国の製造業の変革には、国境を越えたプラットフォーム思考、そしてインダストリー4.0の製造とサービスへの転換が必要です。中国のインダストリー4.0には、実は大きな拡大の余地があります。「インテリジェント製造」を重要なブレークスルーにし、製造業の変革とアップグレードのツールにするためには、ソフトウェアが核心となります。
3Dプリントが中国製造業2025に貢献
近年、国内の3Dプリント産業は急速に発展し、その応用分野は拡大し続けています。「中国製造2025」戦略計画では、3Dプリントも中国の製造業に新たな刺激を与える重要な技術の一つに挙げられている。 3Dプリンティングは、インテリジェント製造の主な支援技術として、ラピッドプロトタイピングから金属部品製造へ、積層造形から積層と切削加工の統合へ、単一材料から複数材料へと発展してきました。これにより、製品設計の革新の余地が広がり、設計者は製造方法を考慮することなく、製品の機能と性能の開発に集中できるようになります。

関連データによると、国内3Dプリント市場の規模は2017年に100億米ドルを超え、航空宇宙、自動車、医療、金型などの分野を含め、業界規模と応用分野は徐々に拡大するだろう。従来の減算処理方法と比較して、3Dプリントは製造業に新たな選択肢と道を提供し、製品の設計と製造に新たな革新をもたらし、国内製造業の変革とアップグレードをサポートします。

試作の面では、3D プリントにより試作を迅速に実現できるため、研究開発と検証の時間が大幅に短縮されます。企業は高品質の製品を迅速に生産できるようになります。一方、製造・生産工程においては、従来の加工技術の限界により、これまでのアイデアの多くが実現できませんでした。 3D プリント技術により、人々のアイデアや創造性をより簡単に実現し、製造できるようになります。今後も技術革新が続くと、3D プリンティングはハイテクや国防など多くの分野でより広い領域を獲得するでしょう。 Pidex が提供する 3D モデリングおよび 3D プリントソリューションにより、企業は高価なソフトウェアを購入したり、CAD エンジニアに頼ってプロセスを繰り返し調整する必要がなくなります。直感的なインターフェイスと強力な機能により、Pidex ユーザーはモデルを簡単に操作し、ラピッドプロトタイピングと積層製造プロセスを加速できます。

3Dデザインと3Dプリントの境界を打ち破る

3D プリントは、デジタルモデルファイルを基礎として、粉末金属やプラスチックなどの接着可能な材料を使用して層ごとに印刷することでオブジェクトを構築する技術であることは誰もが知っています。その中で、モデルデータの処理と最適化は 3D プリントの前提条件です。 3D モデルがあるだけでは、印刷が成功することは保証されません。印刷エンジニアが印刷を成功させるには、最小壁厚の確認、小さなフィーチャの削除、接続の確認、サポートの追加など、形状モデルの印刷可能性分析を実行すること、STL モデルなどのインポートされたデータをクリーンアップして確認し、自己交差を回避してモデルの閉鎖を確実にすること、STL モデルをセグメント化して印刷サイズを縮小するか、異なる色で印刷すること、スプライシングバックルを設計すること、一部の部品を軽量化して中空にし、材料の消費量を減らして印刷時間を短縮しながら強度を確保することなど、やるべきことがまだたくさんあるからです。

通常、3D プリントエンジニアは、製品設計者と繰り返しコミュニケーションを取り、モデルを渡したり、モデルを編集および修復したりして、印刷が成功するようにする必要があります。これにより、プロセス全体が長くなり、遅くなり、設計からラピッドプロトタイピング、積層造形までのプロセスが困難になり、製造までの時間が遅れます。

積層造形のための設計<br /> 3Dプリントに代表される積層造形技術の登場により、製品の製造可能性は大幅に拡大しました。最も複雑なモデルを持つ製品でも3Dプリントで製造できるため、特に航空、宇宙、軍事産業など重量に敏感な分野では、設計の可能性が大きく解放されることは間違いありません。設計者は製品自体だけに集中でき、製造プロセスの制限を考慮することなく、あらゆる構造の製品を設計できます。専門的なシミュレーション解析ソフトウェアのトポロジー最適化機能を利用することで、設計者は与えられた負荷と動作条件を入力し、性能要件を満たし、軽量特性を持つ最適なモデルを得ることができます。しかし、解析ソフトウェアによって生成される最適化モデルは通常、小さな STL ファセットモデルであり、3D プリントの前に平滑化と調整を行う必要があり、これも設計者にとって新たな課題となります。

3D 印刷プロセスでは、製品設計から 3D 印刷までさまざまなソフトウェアとデータが必要になるため、印刷プロセスが非効率になり、エラーが発生することもあります。製品設計段階では、主に CAD ソフトウェアを使用してモデリングを行い、それを STL ファイルに変換して 3D プリンターに出力します。 3D 印刷デバイスは STL ファイルを受信すると、スライスソフトウェアを使用して印刷を最適化します。しかし、CAD ソフトウェアはモデリング機能には優れていますが、3D プリントモデルの準備機能は弱いです。対照的に、3D プリントプログラミングソフトウェアはスライスによって軌道を生成できますが、3D モデリング機能が弱く、モデルデータの変更が制限されます。この目的のために、Pirui Technology は、両者の接続ギャップを解消し、印刷プロセスをより効率的にすることを目的とした、直感的な設計プラットフォーム Pidex を立ち上げました。

ANSYS SpaceClaim と PISX が共同で開発した Pidex 直感的設計プラットフォームは、あらゆるエンジニアが使用できる使いやすく強力な設計プラットフォームです。 Pidex は、ダイレクトモデリングとパラメトリックモデリングを組み合わせ、ダイレクトモデリングを基礎として、パラメトリックモデリングを補足として利用します。データのソースを気にすることなく、誰でも幾何学モデルを作成、編集、修復できるようになります。さらに、Pidex では、壁厚検査や格子設計など、3D プリントに必要なプロセス補足も対応可能です。したがって、Pidex を使用すると、3D デザインの使用が高速、簡単、柔軟、かつ価値あるものになります。

印刷前の分析、クリーニング、修復

他の 3D 印刷ソフトウェアとは異なり、Pidex の独自のハイブリッドモデルは、CAD モデルと小顔モデルを同じ環境で処理でき、モデルの編集と作成のための完全なツールを提供し、新しいジオメトリを通じて小顔モデルを追加、削除、改善できます。インポートされた STL モデルを直接分析およびクリーンアップして、表面法線方向の不一致、パッチの自己交差、閉じられていないモデル、印刷の失敗の原因となる可能性のあるその他の問題などの欠陥を検出し、即座に修復できます。

ユーザーの柔軟性の鍵となるのは、STL モデルを直接操作できる機能です。3D 印刷モジュールを使用すると、小さなフィーチャを削除し、ギャップを埋めて滑らかにする、マルチマテリアル印刷用に STL モデルを分割して異なる色にする、ブール演算を実行して STL を STL モデルまたはエンティティと結合する、壁の厚さ、サポートチェックなどの印刷可能性分析を実行する、後続のパーツ接合用の接続構造を作成する、サポート構造を追加するなど、パーツを再構築し、フィーチャを適切な位置に配置する、薄すぎる壁の厚さを調整して印刷を最適化することができます。

軽量処理<br /> 軽量設計も印刷プロセスにおける重要なステップです。ラピッドプロトタイピングでは、材料が少ないほど印刷コストと配送コストが削減され、印刷時間が短縮されます。 Pidex は最大 11 種類の 2D および 3D ラティスタイプを提供します。設計者は、軽量化の目的を達成するために、必要に応じてラティスシェルの形状とサイズを簡単に定義できます。
積層造形のためのトポロジー最適化モデリング<br /> Ansys などの特殊な解析ソフトウェアのトポロジー最適化技術を使用すると、ユーザーは材料の体積上のサポートポイントと負荷ポイントの位置を指定し、境界条件を設定し、ソフトウェアに最適な形状を見つけさせることができます。このタイプの最適化結果モデルは、多くの場合 STL モデルであり、Pidex にインポートして構造調整やスムージングを行うことができます。たとえば、正確な穴の位置と参照の従来のモデルを指定すると、Pidex のシュリンクエンベロープ機能を使用して必要なスムージングモデルをすばやくフィッティングして取得し、3D プリントの設計ニーズに合わせて調整することができます。

Pidex の直感的なインターフェースにより、ユーザーは 3D コンセプトデザインを作成、編集し、3D プリント用の 3D モデルを以前よりも迅速かつ効率的に準備できます。モデルを効率的かつ簡単に修復できるだけでなく、STL モデルや CAD モデルを変更してアイデアを調整することもできます。 Pidex の 3D 印刷モジュールは、直感的なインターフェイス、速度、相互運用性を 3D 印刷分野にも拡張します。

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