金屬增材制造軟件：金屬3D打印正在顛覆制造流程

復(fù)雜的形狀、增強(qiáng)的功能屬性以及輕量化均為增材制造 (AM) 提供了一些*的優(yōu)勢。盡管目前存在許多有關(guān)打印技術(shù)、材質(zhì)和硬件的信息，但有一個(gè)關(guān)鍵要素卻鮮有提及：為金屬增材制造提供集成式軟件解決方案的需求。

要想進(jìn)行成功的打印，3D CAD模型和優(yōu)質(zhì)的打印機(jī)還遠(yuǎn)不夠。金屬增材制造軟件處理金屬3D打印零部件所需的所有準(zhǔn)備和優(yōu)化操作，從而達(dá)到理想的CAD模型規(guī)格。
本電子書提供增材制造 (AM)準(zhǔn)備和優(yōu)化流程的概述，闡述了軟件對(duì)于所有增材制造業(yè)務(wù)盈利的重要性，還對(duì)研究增材制造 (AM)軟件解決方案時(shí)所應(yīng)尋求的內(nèi)容給出了建議。
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件缺少銜接
設(shè)計(jì)軟件中的 3D CAD模型與增材制造 (AM)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)（與 3D 打印 的成功與否密切相關(guān)）之間缺少銜接。CAD 解決方案不包括將文件準(zhǔn)備好用于增材制造的合適工具。因此，直接發(fā)送 CAD 文件進(jìn)行3D 打印通常都會(huì)以失敗告終。

AM增材制造軟件 – 無縫銜接
為了無縫銜接，需要使用專業(yè)的增材制造 (AM) 軟件，以便優(yōu)化模型并為打印準(zhǔn)備建模。

AM增材制造工作流程：準(zhǔn)備和優(yōu)化
導(dǎo)入：使用網(wǎng)格或?qū)嶓w 3D CAD 模型 并進(jìn)行打印可行性檢查。如有需 要，可以調(diào)整或修復(fù)模型以使其具有打印可行性。
定位和修改：按照打印時(shí)間、表面質(zhì)量、材料 消耗等標(biāo)準(zhǔn)，讓零部件適應(yīng)打印托盤以得到較好結(jié)果。制造過程所需的修改（如，為打印后機(jī) 械操作添加材料）可應(yīng)用于該模型。
優(yōu)化結(jié)構(gòu)：添加體積和表面晶格來減少重量 或加強(qiáng)零部件的功能屬性。
支撐：設(shè)置消除變形和構(gòu)建故障所需的支撐結(jié)構(gòu)。
模擬：分析整個(gè)構(gòu)建流程以預(yù)測故障并較大程度地減少打印的測試次數(shù)

AM增材制造工作流程：制造
制定打印策略：針對(duì)零部件的不同區(qū)域制定不同的打印策略，在保障所需質(zhì)量的同時(shí)，優(yōu)化打印時(shí)間。
計(jì)算掃描路徑：將零部件分為多個(gè)虛擬的切片并 為每一塊切片計(jì)算精確的打印 頭路徑，從而確保質(zhì)量和可重復(fù)性。
配置構(gòu)建模板：在托盤上確定多個(gè)零部件的位置以充分利用打印機(jī)資源并發(fā)送打印任務(wù)。
后處理：完成零部件制造：移除支撐，加工高質(zhì)量的曲面區(qū)域，以及鉆孔、攻絲或修整孔。

AM 增材制造軟件的目標(biāo)
就增材制造流程來說，增材制造 (AM)軟件有四大目標(biāo)：
 實(shí)現(xiàn)成功打印
執(zhí)行增材制造所需的所有準(zhǔn)備工作，例如：設(shè)置正確的方位、為達(dá)到打印可行性作出修改、創(chuàng)建支撐結(jié)構(gòu)
 優(yōu)化設(shè)計(jì)
獲取較好的增材制造設(shè)計(jì)，例如：減少重量、增強(qiáng)功能屬性等
 較大限度的減少設(shè)計(jì)到制造的交付時(shí)間
簡化打印準(zhǔn)備，優(yōu)化工作流程
 降低運(yùn)營總成本
較大限度地減少打印時(shí)間、材料消耗和后處理的工作量
并非所有的增材制造 (AM)軟件解決方案都能勝任
現(xiàn)今，市場中的增材制造 (AM)軟件解決方案分為兩大類： 獨(dú)立的增材制造 (AM)軟件解決方案和集成式增材制造 (AM)軟件解決方案。

獨(dú)立的AM增材制造軟件解決方案
增材制造 (AM)準(zhǔn)備和優(yōu)化流程是一系列獨(dú)立的步驟。獨(dú)立的增材制造 (AM)軟件解決方案描述的是各自處理增材制造 (AM) 流程不同部分的產(chǎn)品，并且需要使用其他的產(chǎn)品 來構(gòu)成完整的工作流程。
增材制造 (AM)工作流程并非單向的工作流程。除了設(shè)計(jì)初期所進(jìn)行的修改，可能還需要返回改變一些設(shè)置， 從而讓模型在該過程中的后期具有打印可行性。
例如，模擬結(jié)果可能會(huì)顯示建模失敗，這就需要改變支撐結(jié)構(gòu)或方向，這反過來也可能影響晶格結(jié)構(gòu)。除了需要考慮與打印相關(guān)的變更，客戶可能還需要隨時(shí)發(fā)起技 術(shù)更改指令 (ECO)，該指令需要在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的整個(gè)階段內(nèi)順利地集成幾何變更。
因此，一種好的增材制造 (AM)解決方案不僅應(yīng)該處理所有不同的步驟，還應(yīng)該有效地解決它們之間的交互問題。當(dāng)采用獨(dú)立的AM增材軟件解決方案時(shí)，這種交 互毫無效率。雖然含有多種軟件解決方案、不同的環(huán)境 和文件格式，但由于經(jīng)過多次數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換，這種笨重、重復(fù)的流程是非常費(fèi)時(shí)的并且容易出錯(cuò)。
雖然使用多個(gè)軟件可能在原型制造或試驗(yàn)增材制造早期是可以接受的，但是這種方法并不能讓使用增材制造成為主流的制造技術(shù)。

集成式增材制造 (AM)軟件解決方案
集成式增材制造 (AM)軟件解決方案是一種一站式軟件解決方案，它可以處理整個(gè)增材制造 (AM) 工作流程，該流程的每個(gè)功能都能順利交互。
這種由集成式增材制造 (AM)軟件提供的簡化的工作流 程在優(yōu)化AM運(yùn)營總成本(TCO)方面起著關(guān)鍵作用，因此對(duì)制造商的盈利來說也至關(guān)重要。
因?yàn)樵谠霾闹圃?(AM)流程的所有階段都能對(duì)CAD模型作出更改，所以該工作流程的每一個(gè)功能之間的輕松交互就變得至關(guān)重要。
以下的示例突出了集成式解決方案的重要性：
• 將分析和模擬作為設(shè)計(jì)環(huán)境的一部分有利于輕松識(shí)別問題，并可以按要求對(duì)模型作出變更，這樣就可以優(yōu)化耗時(shí)的流程。
• 改變孔直徑或零部件方向以及自動(dòng)調(diào)整晶格結(jié)構(gòu)。
• 客戶發(fā)起了變更指令，需要系統(tǒng)相應(yīng)地更新所有設(shè)計(jì) 流程。通過基于參數(shù)歷史記錄的系統(tǒng)即可輕松地完成幾何變更的順利集成。

挖掘您的競爭優(yōu)勢
簡化的AM增材制造工作流程縮短了從設(shè)計(jì)到制造的交付時(shí)間，還可以將生產(chǎn)級(jí)的增材制造集成到您的業(yè)務(wù)中。
在殘酷的市場中挖掘和維持競爭優(yōu)勢是*盈利的關(guān)鍵所在。是否采用簡化的增材制造 (AM)工作 流程可以決定是保持您的優(yōu)勢還是將優(yōu)勢輸給競爭對(duì)手。
生產(chǎn)效率對(duì)于快速獲取增材制造投資回報(bào)和提高業(yè)務(wù)利潤起著至關(guān)重要的作用。簡化的AM增材制造流程有助于您減少交付時(shí)間，從而您可以滿足客戶苛刻的截止日期并贏得新客戶。也可以避免由于多次數(shù)據(jù)傳輸操作所造成的失誤，因此降低了您的底線成本，如運(yùn)營成本、打印時(shí)間和 材料消耗；同時(shí)，更快的上市時(shí)間可提高您的營收。
選擇正確的增材制造 (AM)軟件解決方案可以讓您較大程度地獲取增材制造 (AM)軟件投資回報(bào)并對(duì) 您的競爭力*產(chǎn)生的積極影響。
在增材制造 (AM)軟件中尋求的內(nèi)容
盡管增材制造 (AM)軟件的成本通常只是打印機(jī)成本的一小部分，但它對(duì)于增材制造流程的全部運(yùn)營總成本的影響卻是*的。
選擇打印機(jī)和材料后，影響建模運(yùn)營總成本的參數(shù)（如，優(yōu)化和工作流程效率），全部由增材制造 (AM)軟件控制。
因此，在尋求增材制造解決方案時(shí)，要特別留意增材制造 (AM)軟件的選擇。
在增材制造 (AM)軟件供應(yīng)商中 尋求的內(nèi)容
一個(gè)詞：專業(yè)知識(shí)。
增材制造 (AM)軟件解決方案必須包含多門學(xué)科的深厚專業(yè)知識(shí)， 如 CAD、分析、打印和后處理。供應(yīng)商開發(fā)和支持的增材制造 (AM)軟件存在明顯的優(yōu)勢，他們在 3D 打印的各方面都有著豐富的專業(yè)知識(shí)，包括向客戶提供設(shè)計(jì)和打印服務(wù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及自己制造打印機(jī)。
盡管使用同一個(gè)供應(yīng)商的增材制造 (AM) 軟件和打印機(jī)有著*的優(yōu)勢，但不一定要將兩者一起購買。集成式軟件解決方案在多種打印機(jī)上兼容，益處諸多。
3DXpert™一體化集成式增材制造 (AM)軟件
3DXpert 為整個(gè)金屬增材制造流程提供一站式集成解決方案，從打印前準(zhǔn)備、打印優(yōu)化和模擬設(shè)計(jì)到打印后編寫后處理CNC減材加工操作程序。
此外，3DXpert 提供了比零部件總和更大的完整的解決方案。 它不僅按照相同的模式結(jié)合了所有的設(shè)計(jì)、模擬和優(yōu)化工具， 而且還通過使用整個(gè)流程相同的環(huán)境提供*簡化的流程。
展望金屬增材制造的未來，3DXpert提供的簡化工作流程是成功進(jìn)行生產(chǎn)級(jí)金屬3D打印、降低風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率以及減少金屬增材生產(chǎn)的運(yùn)營總成本的關(guān)鍵組成部分。

客戶案例：美國Metal Technology Inc.公司
位于美國俄勒岡州的Metal技術(shù)公司(MTI)在金屬制造方面有著40多年的經(jīng)驗(yàn)，并因其豐富的功能和高質(zhì)量的產(chǎn)出而獲得客戶*的贊譽(yù)。MTI公司始終在尋求著新的優(yōu)勢，迫不及待地想采用 3DXpert™ 軟件——行業(yè)全面的金屬增材制造解決方案。
“我們從初的使用至少3種不同的軟件系統(tǒng)生產(chǎn)成品到用現(xiàn)在一種系統(tǒng)就能完成所有流程，”MTI公司的技術(shù)總監(jiān)Jason Stitzel表示。“3DXpert提供了我們生產(chǎn)幾何形狀所需的一切工具和我們的3D打印機(jī)用單個(gè)軟件包進(jìn)行生產(chǎn)可以理解和使用的文件。”

除了使用單個(gè)軟件包的工作效率外，3DXpert已申請(qǐng)的3D分區(qū)功能還讓MTI公司提高了 40%的生產(chǎn)效率。
3DXpert多可以減少75%的文件處理時(shí)間，很快就在MTI公司見證了成效。“在使用 3DXpert前，通過切片機(jī)生產(chǎn)一個(gè)復(fù)雜的部件需要花將近20個(gè)小時(shí)的時(shí)間來處理、切片、運(yùn)行參數(shù)和創(chuàng)建建模文件。有了3DXpert，我們僅用4個(gè)小時(shí)就可以完成同樣的建?！，F(xiàn)在，如果我們在星期五收到文件，周末就可以開始生產(chǎn)而不用拖到下周。 采用以前的工作流程，那根本就不可能。