3D 建模和仿真的力量推动制造工艺创新

制造工程： Ansys 的 SpaceClaim 3D 建模软件如何帮助制造商简化设计并提高制造效率？

约翰·格雷厄姆： 当您考虑制造的产品时，起点通常是 3D 模型。在 3D 模型并不总是存在的时候，机械师会将 2D 模型编程到机器中，并且各个轴会移动并切割零件。但是，随着我们不断突破技术的界限，事情会变得越来越复杂。切割零件几乎总是需要几何形状。但人们发现几何形状几乎可以成为制造任何东西的瓶颈。 SpaceClaim 与制造空间相关的整个目标是消除这些几何瓶颈。因此，如果一家公司在机器闲置时花时间操纵 3D 模型，那是没有意义的。他们不是在切割零件。您无需成为专门的 CAD 用户即可在 SpaceClaim 中修改或修复文件。它使人们可以灵活地以任何他们想要的方式编辑文件。结果是车间里的人可以专注于切割零件并将零件运出门，而不是搞乱文件清理。

我： 贵公司几年​​前收购了 SpaceClaim；随着为 Ansys 的仿真客户带来扩展的 3D 建模，这种转变是如何进行的？

格雷厄姆： 甚至在 Ansys 收购 SpaceClaim 之前，就有一种运作良好的合作伙伴关系。但是，没有现在的协同作用。对于要销售哪些产品以及 SpaceClaim 到底适合哪些地方存在一些混淆。许多人看到了它的好处，但有一次它几乎与另一款 Ansys 产品竞争。 Ansys 意识到 SpaceClaim 背后的技术具有开创性，可以缓解分析空间中的许多几何瓶颈。对像 SpaceClaim 这样的技术的需求是巨大的。快进到今天，SpaceClaim 背后有更多统一的策略适合整个模拟空间。它越来越多地渗透到仿真中，Ansys 已将 SpaceClaim 作为首选的前端几何技术来操作和准备任何类型的模型分析。正因为如此，越来越多的人开始拥抱 SpaceClaim，拥抱模拟。

我： SpaceClaim 解决了对制造商至关重要的几个关键领域；它如何帮助用户进行逆向工程？

格雷厄姆： 逆向工程与 3D 打印相得益彰。几年前，SpaceClaim 的逆向工程能力非常有限。您可以打开网格文件、观察并可能引用任何给定的方面。但是，要了解当今的功能，您必须了解市场上的一种误解，即逆向工程是一种简单的文件传输：单击几个按钮，进行一些翻译，然后输出一个干净的 CAD 文件——类似于翻译一种语言。需要进行逆向工程的普通人只是不了解幕后发生的更多事情。 SpaceClaim 开始开发一些很棒的工具，其中文件的逆向工程更接近于点击几下按钮。许多功能已被压缩到一个基本上自动表面网格数据的工具中。用户可以为下游应用快速创建干净的表面和实体。

我： 该软件还为增材制造提供了哪些其他关键工具，而增材制造对增材制造的兴趣正在爆炸式增长？

格雷厄姆： 大约十年前，当 SpaceClaim 出现时，它具有开创性。它将一种称为直接建模的新技术提升到了一个全新的水平，并使任何工程师都可以使用 3D 建模。今天，您会看到一些实体建模功能进入多面数据领域，就像十年前一样。例如，您可以抓住几个面并移动它们，或者拉动看起来像一个孔的东西并增加或减少直径。您可以使用 SpaceClaim 以类似于 CAD 文件的方式对多面数据进行修复或执行布尔运算。在某种程度上，我将在 SpaceClaim 中的工作比作在数字粘土中工作。任何人都可以想象他们想要什么，而 SpaceClaim 正在将其数字化变为现实。

SpaceClaim 在 3D 打印领域的另一个重要方面是优化。 SpaceClaim 能够对任何类型的文件进行外壳处理并为其添加填充。这平衡了强度重量比。它还可以使用一种称为收缩包装的工具来平滑 STL，方法是在其上包裹一条毯子并忽略模型中的小不规则或尖峰。

我： 该软件具有多种与广泛使用的制造工具相关的功能，例如 Mastercam、Esprit 和 GibbsCAM 等 CAM 软件。你能描述一下它是如何工作的吗？

格雷厄姆： SpaceClaim 与 CAM 工具集成的主要部分是简化数据流。从一个系统到另一个系统的转换通常会导致问题。 SpaceClaim 与 CAM 系统的集成从根本上消除了数据转换问题。人们喜欢集成的一项功能是文件修复。有人可能会在 CAM 中打开客户文件，但他们无法制作刀具路径。通过这些集成，他们可以立即将文件发送到 SpaceClaim，不仅可以修复它，还可以删除小的特征或回合。这些系统之间的集成打开了人们可以使用 STL 文件执行的功能。一些 CAM 产品经过各种步骤后导出 STL 文件。使用 SpaceClaim，您可以使用该文件并构建固定装置或将其与碰撞检测系统一起使用。

我： 3D 建模对制造领域的用户有多重要？

格雷厄姆： 由于当今制造技术所处的位置，您通常需要 3D 模型。而且不只是任何型号，而是一种干净的型号，可以防止垃圾进/出。

我： SpaceClaim 与 A​​nsys 提供的丰富仿真产品（包括具有计算流体动力学 (CFD) 的 CAE 工具，甚至是有限元分析 (FEA)）有什么协同作用？

格雷厄姆： 甚至在收购 SpaceClaim 之前，就已经与 SpaceClaim 和 CAE 空间建立了合作关系。自收购以来，它只增加了。所有 Ansys 产品背后的主干称为 Ansys Workbench。每个产品都将插入 Workbench，SpaceClaim 也不例外。如果您有一个模型，您尝试从中提取中间面或提取体积以用于 CFD 目的，则生成的任何东西都将传输到 Workbench 以进行后续模拟操作。

Ansys 有一个相对较新的产品，称为 Ansys AIM，其中 SpaceClaim 是几何主干。它针对设计工程师进行了优化，并且只有一个用户界面。您可以从选择的任何 CAD 工具开始，然后直接进行仿真。或者从 SpaceClaim 文件开始，然后进行模拟。您还可以导入模型，使用 SpaceClaim 进行编辑，然后对其进行仿真。该工具是在设计工程师的情况下构建的，当然可以用于制造领域。它进一步说明了 SpaceClaim 对 Ansys 产品中仿真的重要性。

我： 当前的商业环境对您所在软件行业领域的制造用户有何影响？

格雷厄姆： 多年来，制造空间一直在不断变化。在我职业生涯的早期，我正在创建详细的设计表示，并且在某种程度上仅限于制造可以通过 CNC 加工的零件，但没有太复杂。但事情的发展越来越多。想想五轴加工。这推动了制造和设计领域的工作。您可以制作更复杂并包含更高阶曲线的零件。然后将 3D 打印添加到组合中。正因为如此，CAD 软件和几何编辑器不能是静态的。如果是这样，它们将无法满足市场的需求。正如技术发生变化一样，人们使用的工具也必须发生变化。我相信随着 3D 打印需求的增加和技术的改进，您将看到增材制造的增加和减材制造的需求减少。在某个时候会达到稳定的平衡。人们不仅尝试 3D 打印东西，而且通过拓扑优化等技术，轻量化变得越来越重要。工具必须跟上需求。我相信 SpaceClaim 在这方面做得非常出色，随着市场需求的变化，你会看到 SpaceClaim 附加的更多功能。

新版本

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该套件还包括 Verisurf Measure，它提供从精确单点到扫描点云的特征测量； Verisurf Automate，通过直观的 3D 体验、面向对象的可视化编程和开放标准对所有类型和品牌的坐标测量机进行编程和操作；和 Verisurf Validate，通过将权威 CAD 模型与翻译后的 CAD 模型进行比较来提供精确的 CAD 模型翻译验证，这使客户能够快速识别任何翻译错误。

交易

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5ME 的 Freedom eLog 是一种云资产监控系统，与 Smartware 的基于云的 Bigfoot CMMS 结合使用，可提供资产状况监控和维护活动自动化。通过将 Freedom eLog 与 Bigfoot 集成套件一起部署，Bigfoot 用户可以使用任何 Web 浏览器捕获实时资产数据和增值分析，从单个机器性能到总体生产活动。

软件更新由高级编辑 Patrick Waurzyniak 编辑。