改变设计和制造面貌的混合增材/减材技术

制造工程： CAD/CAM 和相关制造软件（例如衍生式设计、增材制造和混合制造）有哪些主要趋势？

桑杰·塔科雷： 制造业的一些主要趋势是由设计和制造行业的融合带来的。随着制造商面临着比以往更快、更低成本交付更好产品的压力，连接和自动化设计和制造流程以减少迭代、错误和交付时间的需求变得至关重要。

云计算和移动技术与自动化相结合，正在为制造业带来新的敏捷、协作工作方式。这些趋势将在未来几年占据主导地位。此外，增材制造等新兴技术通过设计自由度为制造过程创造了更大的灵活性。增材制造通常辅以减材加工，以帮助在混合工艺中实现设计规范。

行业融合和新制造技术的结合正在创造新的自动化机会。复杂的设计和工程挑战可以通过 Autodesk Fusion 360 中的衍生式设计技术以 [传统设计流程] 的一小部分成本解决。衍生式设计是一种设计探索工具，可同时基于实际生成多个 CAD 就绪解决方案。世界制造限制、产品性能 [需求] 和成本要求。因此，工程师可以通过考虑多种材料和制造方法来探索设计空间，并选择最能平衡性能和成本要求的选项。

我： Autodesk 的生产加工领域在这些领域有什么新变化？

塔科雷： Fusion 360 作为基于云的制造生态系统不断发展，团队一直忙于最近的重大更新。亮点包括从刀具定义和操作角度对车削的改进以及 NC 程序功能，以帮助在后处理之前列出、排序和优化设置及其各自的操作。

我们还推出了一个新的制造扩展，它是一系列复杂的 Autodesk 制造技术，在 Fusion 360 中重新构想和交付，以提高生产效率。激活后，它充当混合制造环境，让用户可以执行最先进的工艺，例如复杂的表面处理、自动钻孔、增材制造和自动验证工作流程。

对于更专业的应用，PowerMill 是 Autodesk 用于高速和五轴加工的专业 CAM 系统，提供全面的工具来制造模具、工具和其他复杂形状。以前版本的 PowerMill 通过使用自动刀轴倾斜避免碰撞等技术提高了稳健性和安全性。
最近，PowerMill 2020 专注于速度，显着缩短了刀具路径计算、刀具路径模拟和 NC 程序验证的时间。这些增强功能将有助于缩短编程时间，加快周转速度。

我： 增材制造元素对于当今的生产机械车间有多重要？

塔科雷： 增材制造作为零件制造的主流方面的出现为机械车间提供了应对现有挑战和差异化业务的新方法。首先，增材制造逐层构建零件——正因为如此，可以制造传统无法制造的具有复杂内部结构的零件。由于零件是直接从 CAD 设计中构建的，因此可以大大减少以小批量生产零件的时间，并且无需与工具相关的成本。这对原型设计特别有帮助。

如果今天的机械车间有内部设计并支持增材制造，他们就可以通过增材原型快速迭代来重新想象现有设计的有效性，如果没有，他们就能够竞标更广泛的零件。

添加剂的另一个关键应用是夹具。以经销 Matsuura CNC 中心和 HP 增材制造设备的 Matsuura UK 为例。通过在 Fusion 360 中使用衍生式设计，它能够将定制灯具的等待时间从数周减少到数小时。除了通过自动创建定制的工件夹具并在一夜之间用高强度聚合物打印这些固定装置来简化他们的日常工作之外，该工艺还为其客户提供了独特的竞争优势。这使得机器可以在 24 小时内开始切割，并在几天内交付零件！

我： CAD/CAM 机械师在处理混合制造时需要学习哪些重要知识？

塔科雷： 与单独使用减材技术相比，混合技术可以大大减少材料浪费，生产零件所需的时间更短，并提供增材制造的灵活性，同时仍然能够对最终零件的机器表面进行精加工。

虽然许多机器都受益于过程验证，但这对于混合机器来说是必须的。因为混合打印必须加工的表格，它们必须按顺序完成多个操作步骤，并且必须管理不同操作之间的公差叠加。在开始任何加工之前，机械师必须首先验证是否生产了足够的库存。下一步是优化每个加工道次的毛坯位置，最后一步是验证是否已去除足够的材料，然后再进行下一步。

规划混合制造可能包括加工余量的模型偏移、晶格优化、零件定向和支撑建模或生成、激光刀具路径编程、构建模拟、编程减材加工操作和检查。

我： 对于在典型车间或生产环境中工作的 CAM 机械师来说，计量/检测技术如何变得更加交织和关键？

塔科雷： 在 CNC 加工中使用自动检测程序可带来诸多好处，可减少废品并提高生产率：

设置： 通过检查设置工作坐标可以验证库存材料的位置和尺寸，确保 NC 程序不会因机器设置过程中的微小差异而中断。验证托盘、机器人或其他自动化系统装载的零件的正确定位对于精确加工至关重要。

工具设置： 刀具位置不准确会导致刀具、工件和机器等损坏。为了避免代价高昂的错误，正确的刀具定位与正确的工件定位同样重要。

进行中： 机械师可以在加工过程中监控加工特征以识别错误。这个过程可以识别零件何时超出公差，使机床能够提醒机械师甚至自动调整刀具以进行补偿。验证给定通道是否成功的能力使过程检测成为自动化和熄灯加工的绝佳工具。

我： 当前的制造业商业环境如何看待许多生产制造车间？

塔科雷： 为了满足不断增长的需求，我们依赖自动化、新技术和新材料。随着围绕工业 4.0 的讨论，我们已经看到这成为一种范式转变。同时，产品的定制性质是由消费者对定制产品的需求驱动的。

制造领域的公司必须设法跟上瞬息万变的市场以继续盈利，并培养一支能够与 Fusion 360 等下一代技术并结合硬件进步一起工作的劳动力和流程。这些趋势正在推动制造商重新思考他们的战略以及他们设计和制造产品的方式。

西门子推出 Opcenter 制造运营产品组合

位于柏林和慕尼黑的 Siemens AG 旗下子公司 Siemens Digital Industries Software 发布了 Siemens Opcenter 软件，这是一个用于制造运营管理 (MOM) 的软件解决方案组合。西门子表示，Siemens Opcenter 扩展了 Siemens 的 MOM 软件解决方案，将这些产品整合到一个单一的、互联的云就绪产品组合中，具有协调的用户体验，可以帮助制造商满足对生产效率、质量、可见性和缩短生产时间的需求。

Opcenter 集成了 MOM 功能，包括高级计划和调度、制造执行、质量管理、制造智能和性能，以及配方、规格和实验室管理。新的产品组合将包括 Camstar 软件、SIMATIC IT 套件、Preactor、R&D Suite 和 QMS Professional 在内的产品组合成一个单一的产品组合，统一这些产品并利用它们之间的协同作用。 Siemens 表示，在整个 Siemens Opcenter 产品组合中实施的完全基于 Web、现代、一致且自适应的用户界面可提供适应情境的用户体验，并有助于实施新功能和附加组件，同时减少培训工作。

Siemens Digital Industries Software 制造运营管理软件高级副总裁 Rene Wolf 表示：“鉴于我们广泛的技术创新和 MOM 产品组合的发展，Siemens Opcenter 是合乎逻辑的下一步。 “将这些组件整合为 Siemens Opcenter 并将最终用户体验与我们数字创新平台的其他部分相协调，将使制造商更轻松地管理其数字化转型过程。”

除了推出 Siemens Opcenter 之外，西门子还发布了其制造执行系统 ​​(MES) 产品组合的新版本 Siemens Opcenter Execution，前身为 SIMATIC IT 和 Camstar。这些版本中的新功能侧重于智能设备、移动性和集成功能，以优化数据流和可用性。

CNC 软件发布 Mastercam 2020 CAM 软件

位于康涅狄格州托兰市的 Mastercam 开发商 CNC Software Inc. 发布了 Mastercam 2020，它是业界安装量最大的 CAM 系统的最新版本。据该公司称，Mastercam 2020 通过多轴铣削自动化功能、CAD 和模型准备改进、改进的机器配置和 3D 工具等新的 2D 功能提高了加工效率并降低了总体生产成本。

据 CNC Software 称，Mastercam 2020 通过一系列自动化 2D 到五轴刀具路径改进，提高了生产力和编程效率，同时降低了生产成本。它说新的 3D Blend 刀具路径提供了光滑、精确的表面光洁度，并提供了库存和夹持检查。 3D 工具的可用性改进包括工具列表中的 3D 工具图标、将刀片与刀柄配合时的接触停止功能以及定义 3D 工具时的自动填充补偿点。

新软件提高了效率，减少了工作设置时间和零件加工和编程所需的准备工作，能够按属性过滤刀片和刀柄，并能够跟踪关联性。链接增强功能包括更快、更轻松地链接线框和实体，以及链接显示和行为改进。

据 CNC Software 称，随着对刀具路径和机器模拟、刀具路径图形以及其他验证和分析工具的改进，Mastercam 2020 提供了更大的编程保证，并允许在作业运行之前做出更好、更明智的决策。这些改进包括刀具平面变化时的原点位置，当平面变化时，它将刀具移动到操作之间的原点位置。据该公司称，旋转轴定位允许用户模拟和可视化机床的多轴运动，而 Skip Drill Cycle Pecking 改进了循环时间估计。

海克斯康发布 QUINDOS 2019.2

瑞典斯德哥尔摩的 Hexagon AB 表示，其 Hexagon 制造智能部门已发布了 QUINDOS 2019 的第二个完整版本，该软件针对特殊几何形状提供灵活的解决方案包，从标准检测到动力总成。

2019.2 版本包括用于确定测试特征的特定测量不确定度的选项 QUINDOS Virtual CMM – VCMM II。 Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) 验证模型基于最新的数学模型和技术标准。可以根据 VDI/VDE 2617 Sheet 7 使用基于计算机的模拟自动确定每次测量的影响因素及其相关性——无论是在具有远程环境的机器设置中还是在单独的模拟计算机上。仿真运行次数和仿真时间可根据个别测量任务进行调整，以灵活应对精度和效率要求。

QUINDOS 2019 提供结构化的用户界面，引导用户完成从任务定义到最终报告的各个步骤。测量不确定度可以单独输出为报告中每个特征的值，也可以以图形方式输出。图形输出可区分进出检验，也可按照常规QUINDOS图形输出。

磨削/切削刀具偏移的确定已添加到齿轮切削刀具的解决方案中。该选项可用于根据对法向、横向和径向偏移的评估，确定制造过程中刀具/磨床的校正值。

QUINDOS 2019 还包括一个解决方案，用于检查带环槽的拉刀 (DIN 1415) 的磨削策略。该软件评估逐渐变窄的齿形在面部方向上的导程。通过对自由面的检查，可以识别并减少可能导致失效的材料压碎和压缩应力。

QUINDOS 现在还包括带有新图形报告的齿轮附加评估。多合一图以图形化的方式将齿轮的螺旋线和轮廓的评估以压缩格式可视化。

IBM 完成对 Red Hat Software 的收购

位于纽约州阿蒙克市的 IBM 公司以 340 亿美元收购了总部位于北卡罗来纳州罗利市的开放混合云技术开发商 Red Hat Software。 IBM 以每股 190.00 美元现金收购了 Red Hat 的所有已发行和流通普通股，总股本价值约为 340 亿美元。两家公司计划提供基于 Linux 和 Kubernetes 等开源技术的下一代混合多云平台，使企业能够在本地以及私有云和多个公共云上安全地部署、运行和管理数据和应用程序。

红帽将继续由红帽首席执行官 Jim Whitehurst 及其现任管理团队领导。 Whitehurst 将加入 IBM 的高级管理团队，向 Ginni Rometty 汇报工作。 IBM 将维护红帽在罗利的总部、设施、品牌和业务。 Red Hat 将作为 IBM 内部的一个独立部门运营，并将作为 IBM 云和认知软件部门的一部分进行报告。

Hexagon 收购德国初创公司 AMendate 以塑造衍生式设计

海克斯康制造智能部门宣布，海克斯康已达成收购 AMendate 的最终协议，AMendate 是一家德国初创公司，提供支持增材制造 (AM) 设计生成和优化的仿真软件解决方案。 AMendate 将加入海克斯康的 MSC Software 业务，该业务提供计算机辅助工程 (CAE) 仿真软件和服务。

通过此次收购，MSC 可以提供从通用优化技术到增材制造专用软件解决方案的范式转变，实现复杂组件的高效生产，并提供包括节省材料、减轻重量和高效、经济的优势生产，根据海克斯康。 AMendate 的技术消除了减缓当今工作流程的人工工作，使工作步骤可以在几天内完成，否则需要几周时间。

AMendate 由帕德博恩大学的研究人员和帕德博恩的直接制造研究中心 (DMRC) 的研究人员于 2018 年创立，这是一个由波音、EOS 和其他商业合作伙伴于 2008 年成立的工业/学术联盟。该交易预计将于第三季度完成，并受惯例成交条件约束。

Wind River Linux 现在采用容器技术

位于加利福尼亚州阿拉米达市的嵌入式系统软件开发商 Wind River Linux 宣布对 Wind River Linux 进行增强，该技术提供了简化嵌入式系统中容器采用的技术。它提供诸如预建容器、工具和文档等资源，以及对 Docker 和 Kubernetes 等框架的支持，所有这些都可以帮助嵌入式系统开发人员利用或部署云原生开发方法，尤其是与网络上的设备相关边缘。

虽然容器可以提供强大的优势，例如更大的可扩展性和灵活性，但大多数当前框架缺乏正确的设计或对任务关键型行业的支持，这些行业通常使用具有极长生命周期的设备。

操作技术 (OT) 领域的嵌入式设备，例如用于工业、医疗设备和汽车系统的设备，通常也需要轻量级、可靠且生命周期长的软件。然而，根据 Wind River 的说法，现有的容器技术和平台，如企业 Linux 中的那些，通常过于臃肿或需要过于频繁地更新才能在这些嵌入式系统上有效运行。该公司表示，通过此版本，Wind River Linux 消除了在嵌入式软件项目中用于各种应用的容器的困难并降低了进入门槛。

软件更新由特约编辑 Patrick Waurzyniak 编辑；通过 [email protected] 与他联系。