Die Leistungsfähigkeit der 3D-Modellierung und -Simulation fördert Innovationen im Fertigungsprozess

Fertigungstechnik: Wie hilft die 3D-Modellierungssoftware SpaceClaim von Ansys Herstellern, Konstruktionen zu rationalisieren und die Fertigungsproduktivität zu steigern?

John Graham: Wenn Sie an hergestellte Produkte denken, ist der Ausgangspunkt normalerweise ein 3D-Modell. Als es noch nicht immer 3D-Modelle gab, programmierte ein Maschinist ein 2D-Modell in eine Maschine, und die verschiedenen Achsen bewegten und schnitten die Teile. Aber die Dinge werden und werden immer komplexer, da wir die Grenzen der Technologien verschieben. Zum Schneiden von Teilen wird fast immer Geometrie benötigt. Aber es hat sich herausgestellt, dass Geometrie zu einem Engpass bei der Herstellung von fast allem werden kann. Das gesamte Ziel von SpaceClaim in Bezug auf den Fertigungsbereich besteht darin, diese geometrischen Engpässe zu beseitigen. Es macht also keinen Sinn, wenn ein Unternehmen Zeit damit verbringt, ein 3D-Modell zu manipulieren, während eine Maschine stillsteht. Sie schneiden keine Teile. Sie müssen kein dedizierter CAD-Benutzer sein, um eine Datei in SpaceClaim zu ändern oder zu reparieren. Es gibt Benutzern die Flexibilität, Dateien nach Belieben zu bearbeiten. Das Ergebnis ist, dass sich die Mitarbeiter in der Werkstatt darauf konzentrieren können, Teile zu schneiden und Teile aus der Tür zu holen, anstatt sich mit der Dateibereinigung herumzuschlagen.

ICH: Ihr Unternehmen hat SpaceClaim vor einigen Jahren übernommen; Wie verlief dieser Übergang mit der Bereitstellung erweiterter 3D-Modellierung für die Simulationskunden von Ansys?

Graham: Schon vor der Übernahme von SpaceClaim durch Ansys bestand eine gut funktionierende Partnerschaft. Es gab jedoch nicht ganz die Synergie, die es jetzt gibt. Es gab einige Verwirrung darüber, welche Produkte verkauft werden sollten und wo genau SpaceClaim hineinpasste. Viele Leute sahen den Nutzen darin, aber zu einer Zeit war es fast eine Konkurrenz zu einem anderen Ansys-Produkt. Ansys erkannte, dass die Technologie hinter SpaceClaim bahnbrechend war und viele geometrische Engpässe im Analysebereich beseitigen konnte. Der Bedarf an einer Technologie wie SpaceClaim war riesig. Schneller Vorlauf bis heute, wo hinter SpaceClaim eher eine einheitliche Strategie steckt, die in den gesamten Simulationsbereich passt. Es dringt immer mehr in die Simulation ein, und Ansys hat SpaceClaim als Front-End-Geometrietechnologie der Wahl angenommen, um jede Art von Modellanalyse zu manipulieren und vorzubereiten. Aus diesem Grund begrüßen immer mehr Menschen SpaceClaim und die Simulation.

ICH: SpaceClaim adressiert mehrere Schlüsselbereiche, die für Hersteller von entscheidender Bedeutung sind; Wie hat es Benutzern beim Reverse Engineering geholfen?

Graham: Reverse Engineering passt Seite an Seite mit 3D-Druck. Vor Jahren waren die Reverse-Engineering-Fähigkeiten in SpaceClaim minimal. Sie können Netzdateien öffnen, beobachten und möglicherweise auf eine bestimmte Facette verweisen. Um die heutigen Möglichkeiten zu schätzen, müssen Sie sich jedoch eines Missverständnisses auf dem Markt bewusst sein, dass Reverse Engineering eine einfache Dateiübertragung ist:Klicken Sie auf ein paar Schaltflächen, einige Übersetzungen werden ausgeführt, und als Ergebnis erhalten Sie eine saubere CAD-Datei – ähnlich wie bei der Übersetzung einer Sprache. Hinter den Kulissen passiert noch viel mehr, was die durchschnittliche Person, die ein Reverse Engineering durchführen muss, einfach nicht verstanden hat. SpaceClaim begann mit der Entwicklung einiger wunderbarer Tools, bei denen das Reverse Engineering von Dateien näher an ein paar Tastenklicks liegt. Viele Funktionen wurden in ein Tool gequetscht, das im Wesentlichen Mesh-Daten automatisch auftaucht. Benutzer können schnell saubere Oberflächen und Volumenkörper für nachgelagerte Anwendungen erstellen.

ICH: Welche anderen wichtigen Tools bietet die Software für die additive Fertigung, die ein explosionsartiges Interesse der Fertigung erlebt?

Graham: Als SpaceClaim vor etwa einem Jahrzehnt auf den Markt kam, war es bahnbrechend. Es brachte eine neue Technologie namens Direct Modeling auf eine ganz neue Ebene und machte die 3D-Modellierung für jeden Ingenieur zugänglich. Heute sehen Sie, wie einige Solid-Modeling-Funktionen ihren Weg in die facettierte Datensphäre finden, ähnlich wie vor einem Jahrzehnt. Sie können beispielsweise ein paar Facetten greifen und verschieben oder an etwas ziehen, das wie ein Loch aussieht, und den Durchmesser vergrößern oder verkleinern. Sie können SpaceClaim verwenden, um boolesche Operationen an facettierten Daten zu reparieren oder auszuführen, ähnlich wie bei CAD-Dateien. In gewisser Weise vergleiche ich die Arbeit in SpaceClaim mit der Arbeit in digitalem Ton. Jeder kann sich vorstellen, was er will, und SpaceClaim macht die Digitalisierung davon zur Realität.

Ein weiterer wichtiger Aspekt von SpaceClaim im Bereich des 3D-Drucks ist die Optimierung. SpaceClaim hat die Fähigkeit, jede Art von Datei zu shellen und ihr eine Füllung hinzuzufügen. Dies gleicht das Verhältnis von Stärke zu Gewicht aus. Es kann auch eine STL mit einem Werkzeug namens Schrumpfverpackung glätten, indem es im Wesentlichen eine Decke darüber wickelt und kleine Unregelmäßigkeiten oder Spitzen im Modell ignoriert.

ICH: Die Software bietet mehrere Anbindungen an weit verbreitete Fertigungswerkzeuge, wie CAM-Software wie Mastercam, Esprit und GibbsCAM. Können Sie beschreiben, wie das funktioniert?

Graham: Ein wesentlicher Teil der Integration von SpaceClaim mit CAM-Tools ist der optimierte Datenfluss. Übersetzungen von einem System in ein anderes verursachen oft Probleme. Die SpaceClaim-Integration mit CAM-Systemen eliminiert im Wesentlichen Datenübersetzungsprobleme. Eine Funktion, die die Leute an den Integrationen lieben, ist die Dateireparatur. Jemand kann eine Kundendatei in einem CAM öffnen und keinen Werkzeugweg erstellen. Durch diese Integrationen können sie die Datei sofort an SpaceClaim senden und sie nicht nur reparieren, sondern auch kleine Merkmale oder Rundungen entfernen. Die Integrationen zwischen diesen Systemen eröffnen die Möglichkeiten, was Menschen mit STL-Dateien tun können. Einige CAM-Produkte exportieren STL-Dateien nach verschiedenen Schritten. Mit SpaceClaim könnten Sie diese Datei verwenden und Vorrichtungen bauen oder sie mit Crash-Erkennungssystemen verwenden.

ICH: Wie wichtig ist die 3D-Modellierung für Benutzer in der Fertigungsbranche?

Graham: Aufgrund des heutigen Stands der Fertigungstechnologie benötigen Sie in der Regel ein 3D-Modell. Und nicht irgendein Modell, sondern ein sauberes, um Garbage-In/Müll-Out zu verhindern.

ICH: Welche Synergien hat SpaceClaim mit der Fülle an Simulationsangeboten von Ansys, einschließlich CAE-Tools mit Computational Fluid Dynamics (CFD) und sogar Finite-Elemente-Analyse (FEA)?

Graham: Bereits vor der Übernahme von SpaceClaim bestand eine Zusammenarbeit mit SpaceClaim und dem CAE-Raum. Seit der Übernahme ist es nur noch gestiegen. Das Rückgrat aller Ansys-Produkte heißt Ansys Workbench. Jedes einzelne Produkt lässt sich an Workbench anschließen, und das ist bei SpaceClaim keine Ausnahme. Wenn Sie ein Modell haben, aus dem Sie versuchen, eine Mittelfläche oder ein Volumen für CFD-Zwecke zu extrahieren, wird alles Produzierte für nachfolgende Simulationsvorgänge in Workbench übertragen.

Ansys hat ein relativ neueres Produkt namens Ansys AIM, in dem SpaceClaim das Geometrie-Backbone ist. Es ist für Konstrukteure optimiert und hat nur eine Benutzeroberfläche. Sie können mit jedem CAD-Tool Ihrer Wahl beginnen und dann direkt zur Simulation übergehen. Oder beginnen Sie mit einer SpaceClaim-Datei und simulieren Sie dann. Sie können auch ein Modell importieren, mit SpaceClaim bearbeiten und dann simulieren. Dieses Werkzeug wurde speziell für Konstrukteure entwickelt und kann sicherlich im Fertigungsbereich eingesetzt werden. Es zeigt außerdem die Bedeutung von SpaceClaim für die Simulation in Ansys-Produkten.

ICH: Wie sieht das aktuelle Geschäftsklima für die produzierenden Anwender in Ihrem Bereich der Softwarebranche aus?

Graham: Die Produktionsfläche verändert sich seit Jahren ständig. Zu Beginn meiner Karriere erstellte ich detaillierte Konstruktionsdarstellungen und war etwas darauf beschränkt, CNC-bearbeitete, aber nicht zu komplexe Teile herzustellen. Aber die Dinge haben sich immer weiter entwickelt. Denken Sie an die Fünf-Achs-Bearbeitung. Das hat dazu beigetragen, was im Fertigungs- und Designbereich getan wird. Sie können Teile herstellen, die viel komplexer sind und Kurven höherer Ordnung enthalten. Dann fügen Sie dem Mix 3D-Druck hinzu. Aus diesem Grund können CAD-Software und Geometrie-Editoren nicht statisch sein. Wenn dies der Fall ist, werden sie den Anforderungen des Marktes nicht gerecht. So wie sich die Technologien ändern, muss es auch eine Weiterentwicklung der Tools geben, die Menschen verwenden. Ich glaube, dass Sie mit der gestiegenen Nachfrage und den technologischen Verbesserungen im 3D-Druck sehen werden, dass die additive Fertigung zunehmen und die Nachfrage nach der subtraktiven Fertigung sinken wird. Irgendwann wird ein stabiles Gleichgewicht erreicht. Und die Leute versuchen nicht nur, Dinge einfach in 3D zu drucken, sondern der Leichtbau wird durch Technologien wie die Topologieoptimierung immer wichtiger. Werkzeuge müssen mit der Nachfrage Schritt halten. Ich glaube, dass SpaceClaim dabei hervorragende Arbeit geleistet hat, und Sie werden weitere Funktionen von SpaceClaim sehen, wenn sich die Marktanforderungen ändern.

Neuerscheinungen

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Die Quality Inspection Suite von Verisurf besteht aus ausgewählten erstklassigen Anwendungsmodulen, einschließlich Verisurf CAD, die alle nativen CAD-Dateiformate lesen können, sodass Kunden mit jedem CAD-Modell arbeiten können – Volumenkörper, Oberflächen oder Drahtmodelle. Mit der modellbasierten Definition (MBD) können Benutzer eindeutige IDs, Toleranzen und GD&T-Einschränkungen im Modell für jede Oberfläche, jedes Merkmal oder andere kritische Inspektionselemente festlegen. Verisurf Device Interface (VDI) stellt die Gerätekompatibilität sicher und steuert alle digitalen Messgeräte.

Die Suite umfasst auch Verisurf Measure, das die Messung von Merkmalen von präzisen Einzelpunkten bis hin zu gescannten Punktwolken ermöglicht; Verisurf Automate, das alle Arten und Marken von CMMs mit einem intuitiven 3D-Erlebnis, visueller objektorientierter Programmierung und offenen Standards programmiert und betreibt; und Verisurf Validate, das eine präzise CAD-Modellübersetzungsvalidierung bietet, indem das Autoritäts-CAD-Modell mit dem übersetzten CAD-Modell verglichen wird, wodurch Kunden Übersetzungsfehler schnell identifizieren können.

Angebote

Der Asset-Monitoring-Entwickler Smartware Group (Center Harbor, NH) und 5ME (Cincinnati) sind eine Partnerschaft eingegangen, die darauf abzielt, eine verbesserte Asset-Transparenz und -Automatisierung im gesamten Fertigungsunternehmen für die vorausschauende Wartung bereitzustellen und dabei das Industrial Internet of Things (IIoT) zu nutzen.

Freedom eLog von 5ME, ein Cloud-Asset-Überwachungssystem, arbeitet in Verbindung mit dem Cloud-basierten Bigfoot CMMS von Smartware, um die Zustandsüberwachung von Assets und die Automatisierung von Wartungsaktivitäten zu ermöglichen. Durch den Einsatz von Freedom eLog zusammen mit der Bigfoot Integration Suite können Bigfoot-Benutzer mit jedem Webbrowser Echtzeit-Anlagendaten und Mehrwertanalysen erfassen, von der Leistung einzelner Maschinen bis hin zur gesamten Produktionsaktivität.

Software Update wird von Senior Editor Patrick Waurzyniak herausgegeben.