軟筋骨撐起新制造 | 增材制造三部曲（下）

　　個性化定制的制造趨勢成為主流，增材制造的優(yōu)勢正在顯露無疑，不但速度快、能耗低，而且解決了傳統(tǒng)工藝帶來的模具成本問題，同時實現(xiàn)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(xiàn)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的顛覆性變革，就必須要求對傳統(tǒng)的工程設(shè)計流程進行重新思考。根據(jù)羅蘭貝格的增材制造公開報告《Additive Manufacturing – next generation》，一個增材制造零件，從工程設(shè)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)書院整理

　　眾所周知，傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，零件的設(shè)計主要由CAD和有限元分析軟件來完成，其中包括計算流體力學仿真，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)計流程中增加了更為先進的拓撲優(yōu)化和結(jié)構(gòu)晶格化兩個環(huán)節(jié)，通過不斷的仿真優(yōu)化，迭代出最優(yōu)方案。經(jīng)過拓撲優(yōu)化設(shè)計出的復雜零部件，其精致程度甚至與仿生學設(shè)計相似，能夠達到常規(guī)制造方法無法企及的高水平，在成本方面，更是遠遠低于功能性設(shè)計。

　　這種面向增材制造的軟件仿真體系，符合產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展趨勢，既能實現(xiàn)新穎、輕量化的設(shè)計，又能大大減少對設(shè)計者的經(jīng)驗要求從根本上釋放仿真技術(shù)的價值，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)計中的具有較高關(guān)聯(lián)性，又能為增材加工過程提供強大支持，從設(shè)計到制造，陪伴著一個零件從無到有的 “成長”，在增材制造中扮演著越來越重要的角色。

　　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，當前還沒有任何一家公司能夠覆蓋增材制造軟件的全流程。無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)計和工程軟件公司代表，在近幾年連續(xù)收購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能夠為增材加工提供全方位軟件解決方案的公司。

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

　　第二個階段：2014年收購WITHIN，其主要業(yè)務(wù)為設(shè)計優(yōu)化軟件(基于有限元分析的優(yōu)化，結(jié)構(gòu)晶格化);

　　第三個階段：2015年收購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 公司并購路線圖

　　南山工業(yè)書院整理

　　Autodesk公司覆蓋整個AM軟件流程鏈如圖3所示，邊加強3D設(shè)計工作，同時在推廣3D打印技術(shù)，在虛實融合的新型制造中，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，有望促進個體的工業(yè)設(shè)計力量與大型工業(yè)系統(tǒng)的融合。

　　圖3-Autodesk 布局3D設(shè)計與推廣

　　從增材制造全價值鏈的高度來看，工程部分只是增材加工過程的一個組成部分，首個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