3Dプリントと従来の製造業を組み合わせ、シーメンスはシームレスに

この投稿は、Little Soft Bear によって 2017-3-27 12:48 に最後に編集されました。

シーメンスの新しいソフトウェアにより、積層造形と従来の製造技術を組み合わせて、大量市場向けの個別の製品を生産することが初めて可能になりました。シーメンスは、NX ソフトウェア製品スイートに付加製造を統合しました。従来の製造技術とは異なり、3D プリンティングでは製品設計の複雑さに対する制限がほとんどないため、大量カスタマイズされた製品の生産が可能になります。

図: シーメンスのトポロジー最適化設計 (右)
従来の CAD テクノロジー自体は、従来の製造方法をサポートするために作成されました。したがって、積層造形用の設計を最適化するためにこれらを使用する場合、それらの限界は明らかです。明らかな障害は、従来の製造技術と積層造形技術をどのように統合するかということです。3D プリントではまったく異なる設計手法が使用され、プリンターが読み取るデータ形式も従来の製造方法とはまったく異なります。製品開発プロセスのすべての段階で、製品に関連するすべてのデータをシームレスに記録し、積層造形プロセスをこれらのシステムに統合する方法は、メーカーが緊急に必要としているソリューションとなっています。シーメンスは現在、このギャップを埋めるソフトウェアを開発しており、設計者は異なるデータ形式間での変換の手間から解放されます。

軽量エンジニアリングに関する考察<br /> フライス加工、スプレー加工、スタンピング、鋳造などの従来の製造技術と比較して、3D プリントは製品の形状に自由度をもたらします。その結果、キャビティ構造またはハニカム構造を備えた革新的な軽量部品を作成できるようになります。これにより、3D プリントは自動車産業や航空宇宙産業で幅広い応用が期待できます。ただし、3D プリント技術の利点の多くは、従来の製造方法と同じ精度を達成できないことで相殺されます。製造会社にとって、3D プリント技術を使用するには、工業生産におけるこの技術の障害を克服する必要があります。

エンドツーエンドのデータ形式<br /> 3D プリントを工業生産プロセスに統合するために直面しなければならない課題の 1 つは、従来の CAD 技術がターゲットを絞った製造技術に重点を置き、正確に定義された形状を生成することです。対照的に、3D プリント設計では、多面体と組み合わせた面を使用して任意の形状を作成することが多く、製造プロセス中に階層的なアプローチによって層ごとに製造されます。しかし、3D プリントによって得られる設計の自由度は大きな利点である一方で、3D プリントでは現在、従来の機械加工製造技術で達成できる精度を一般的に達成することはできません。

製造プロセスを連携させる必要性から、シーメンスはコンバージェントモデリングと呼ばれる新しいシステムを開発しました。これは現在、シーメンス NX の一部となっています。製品開発者は、使い慣れた CAD プログラムを使用して、データを変換することなく 3D プリント製品を設計できます。この新しいシステムにより、製品に関連するすべての情報をシームレスに追跡できるようになります。

新しいデザインの可能性<br /> Siemens Convergent Modeling は、フォーマット変換の制限を排除し、積層造形で利用可能な材料とプロセスを使用して新しい最適な形状を迅速に作成するための運用上の柔軟性を設計者に提供します。

コンバージェントモデリングの主要なモデリング手法の 1 つは、「ジェネレーティブデザイン」と呼ばれます。この手法では、開発設計者は、従来の設計モデルのように多くの処理上の制約を考慮することなく、製品が実現したいパフォーマンスに集中できます。たとえば、コネクタをモデリングする場合、設計者は部品の使用可能なスペース、他のコンポーネントとの接続ポイント、接続ポイントに作用する力を入力するだけで、システムがモデリング結果を計算します。

NX は、特定の製品機能の設計モデルを自動的に計算するトポロジー最適化と呼ばれる特別なプログラムを提供します。このアプローチにより、従来の方法で製造された製品よりも大幅に軽量でありながら、機械的強度は同等の製品が生まれます。さらに、後の加工要件を考慮することで、3D プリントされた設計の形状をより正確にし、フライス加工や穴あけなどの後のニーズを満たすことができます。

収束モデリングにより、スキャンデータの処理も簡素化されます。医療、自動車、消費財など、さまざまな業界のユーザーが、設計プロセスでスキャンした 3D データを使用することが増えています。従来、既存の設計をリバースエンジニアリングすることはコストがかかり複雑なプロセスであり、特に不規則な形状の場合、3D プリント、金型設計、分析などの目的に使用する前に大規模なやり直しが必要になります。リバースエンジニアリングのプロセスは、完了するまでに数日、場合によっては数週間かかることがあります。ただし、コンバージェントモデリングを使用すると、スキャンデータをファセットとして取り込んで NX 11 で直接操作できるため、サーフェスのマッピング、ソリッドの作成、その他の形状の手動作成の手順が不要になり、上記のやり直し作業が大幅に削減されます。

重要な産業パートナー
コンバージェントモデリングは、従来の製造業プロセスへの付加製造の統合を促進します。シーメンスは、世界最大の工作機械メーカーであるTRUMPFと協力し、TRUMPFのレーザー金属印刷装置にNXワークステーションを搭載しました。その結果、3D プリンターを NX で直接制御できるようになり、CAD-CAE-CAM プロセスが完了します。さらに、シーメンスは 3D プリント専門企業の Stratasys とも協力し、さまざまな Stratasys プリンターを NX から直接操作できるようにしています。

全体として、コンバージェントモデリングは、時間とコストの大幅な節約を実現し、スキャンされたジオメトリを扱う際に従来よくある問題であった、エラーが発生しやすいやり直しフェーズを排除するのに役立ちます。さらに、この新しいテクノロジーは、従来の CAD モデリングの制限を排除し、3D プリント用に部品を最適化します。 NX11 は設計プロセスを簡素化し、積層造形の開発をサポートし、企業が製品開発の創造性をまったく新しいレベルに引き上げるのに役立ちます。

画像提供: シーメンスさらに読む:
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