借助 Autodesk PowerMill 2019 新增 DED 插件加速增材制造设计

制造工程： Autodesk 最新 PowerMill 2019 更新新增增材插件模块。能否描述这套“高速率”增材制造系统及其工作原理？

Clinton Perry： PowerMill 2019 提供专用工具套编程高速率增材工艺——常称定向能量沉积（DED）。DED 利用 CNC 机床或工业机器人将能量源——通常是激光、电弧或电子束——聚焦空间一点。同时，材料（金属粉末或丝材形式）送入“热点”。能量源熔化材料形成熔池。操控熔池移动即可受控构建 3D 形状。

熟悉粉末床 3D 打印机者知其能制造极复杂 3D 形态。但底层技术限制材料沉积率与可生产零件尺寸。这些限制影响该增材形式在特定行业和应用的采用。

相比之下，DED 用更高功率与材料流速，实现显著更高沉积率，零件构建更快。此外，CNC 机床与机器人提供更大工作包络，DED 能构建显著更大零件。这两大关键特性使 DED 成为生产航空航天、发电等行业常见大型部件的高性价比方案。

驱动 DED 工艺需高度专用刀具路径，精确控制材料沉积方式与位置，避免局部过度堆积。PowerMill 2019 提供专用工具套创建、控制、仿真沉积策略，助制造商挖掘 DED 潜力。

ME： 混合型 CNC/AM 机床相较纯 CNC 或传统增材系统有何优势？

Perry： 主流 CNC 机床制造商纷推混合机床，同时提供增材与减材技术。显性益处：单台混合机床占地少、减少零件装夹时间、降低人为错误风险。但真正益处更根本。

分离增材与减材流程下，零件通常全沉积后转移到 CNC 精铣。混合机床也能做，但更大灵活性允许以替代方式结合两工艺。

例如，零件可部分沉积后 CNC 铣削关键特征。堆积与切削交替直至完成。这样结合技术，混合机床能生产分离机床无法生产的零件。

近期在 Autodesk 英国先进制造设施展示显著案例：Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HD 混合机床修复受损航空压缩机盘。先 CNC 铣去盘叶尖受损部分，再用激光与粉末 DED 沉积钛材替代切除材料，最后高精度测头测量并 CNC 铣去多余材料，新旧材料近乎完美融合。

ME： 新 PowerMill 增材系统面向三/五轴加工系统与机器人。用于 CNC 与机器人有何不同？

Perry： 就刀具路径创建而言，毫无差异。PowerMill 增材刀具路径可在 CNC 机床或机器人运行。提供多种增材策略服务以下应用：

• 创建 2D 刀具路径构建完整棱柱形状。
• 生成三/五轴策略向现有零件添加局部特征（如给航空发动机壳体加凸耳）。
• 产生三/五轴运动给零件全覆盖或局部区域添加涂层（如给高磨损零件加耐磨涂层）。

增材策略在生成减材刀具路径的同一界面创建。意味着可用 PowerMill 刀具路径编辑工具优化。此外，PowerMill 允许关键工艺参数——如激光功率、粉末流速、气体流量——逐点编辑。

生成并优化刀具路径后，可用 CNC 机床/机器人虚拟孪生仿真，识别避免轴反转、超程等问题机床运动。

最后，PowerMill 允许导出刀具路径至 Autodesk Netfabb 仿真，深度分析整个构建过程，含热与应力相关评审。给制造商更大信心构建过程产出合格零件。

ME： 哪些客户、行业或应用在用该系统？

Perry： AM 为许多行业带来实质收益，含航空航天、油气、模具、发电、赛车、船舶。鹿特丹港是全球最繁忙航运枢纽之一，大型船舶维修焦点。商用货轮因等待替换零件滞留船坞，可造成字面意义上数百万美元业务损失。传统做法在全球关键点建仓库储备备件——以防万一。

RAMLAB（鹿特丹增材制造实验室）团队识别出用 DED 与混合制造按需生产替换零件的潜力。

首个项目制造直径超 5 英尺（1.5 米）、需沉积 400 公斤以上材料的青铜合金螺旋桨。成品经详尽测试，获管理机构认证适航——增材制造螺旋桨全球首例！此法减少货轮停航时间，避免数百万延误损失，也省去全备仓库网络。

ME： PowerMill 2019 传统加工方面还有何新功能？

Perry： 软件含多项减材制造增强。PowerMill 多年提供五轴避让，创建避免刀具组件碰撞或擦碰的刀具路径。以往用户可选多种避让选项，选择取决于工件形状与策略。PowerMill 2019 新增“自动”刀轴倾斜选项，适用所有刀具路径类型与模型形状。让程序员更简易创建安全五轴 NC 代码，特别适合五轴加工新手。

PowerMill Vortex 高效粗加工策略增强，新增“从毛坯”选项。基于 Autodesk 自适应清除功能，基于被加工毛坯形状创建偏移刀具路径，通常缩短循环时间。测试中，用新“从毛坯”选项与以往“从模型”刀具路径加工 P20 型芯嵌件。“从毛坯”循环时间快 33%。

ViewMill 是 PowerMill 库存仿真工具。显示加工过程中任意时刻毛坯真实表征。PowerMill 2019 发布，ViewMill 新增厚度着色模式，让程序员更易视觉化零件未加工库存分布。动态滑块条允许改变仿真颜色，即时识别已完成表面、显示需去除剩余材料区域、可能发生过切的局部区域。改进给程序员更大信心：零件离机时已全加工。

PowerMill 2019 还含导出关键制造数据至 Autodesk Fusion Production 的能力，后者是云端工具，让制造商排程、跟踪作业、监控 CNC 机床利用率。Fusion Production 让关键项目干系人随时随地用几乎任何移动或桌面设备访问制造设施状态关键信息，识别瓶颈、评审改进流程、最大化整体设备效率。

新品发布

计量开发商 Hexagon Manufacturing Intelligence（罗德岛北金斯敦）发布 PC-DMIS 2018 R1，公司 2018 年计划两发布中的第一个。

PC-DMIS 2018 R1 允许用户将 AutoFeatures 转为点或用实测点做新构造与尺寸，适用平面、圆、圆柱 AutoFeatures。将每个点转为矢量点，优化路径功能可优化测点顺序，减少探针更换与总测量时间。新增 Q-DAS Traces 支持便于分析 PC-DMIS 数据。新 QuickSet 控件让用户同时用 QuickFeature 与 GD&T 选择，仍能修改测量策略。

“PC-DMIS 2018 R1 兑现承诺，添加用户‘创意中心’最高呼声项，”Hexagon Manufacturing Intelligence 计量软件产品线经理 Ken Woodbine 说。“含图形点操作功能与‘推点’ AutoFeature 功能。也引入行业标准 Q-DAS 软件集成，识别追踪影响质量的关键工艺参数。”

QuickFeature 测量提速，用户一键创建多圆/圆柱，针对螺栓孔型或同尺寸形状多特征表面优化。系统也引入改进的 Flush 与 Gap AutoFeature 工作流用于点云检测。

Corel Corp.（安大略渥太华）CorelCAD Mobile iOS 版现已登陆 iPhone 与 iPad，给技术设计师随身 CAD 能力提升生产力。新 CorelCAD Mobile for iOS 让用户拥有 Apple 与 Android 双平台选项，给现场用户平板/手机 2D 设计与标注工具。

CorelCAD Mobile 是独立 CAD，补充 CorelCAD 2018 Windows/Mac 桌面版。订阅者获 2D 绘图、编辑、3D 查看工具、完整标注能力等。想要轻量功能集的用户，也有简化能力的免费版，含 2D/3D.DWG 查看与基础标注。

CorelCAD Mobile 让用户随时草拟创意、桌面移动端共享设计、会议更高效、现场标注图纸、按需修改图纸。软件现已在 Apple App Store（iPhone/iPad）与 Google Play Store（Android）上架。订阅 $99.99/年或 $9.99/月。免费简化模式版也可用。

Vero Software（英国格洛斯特、阿拉巴马塔斯卡卢萨）最新 WorkNC 2018 R1 CAM 软件更新，不只含新 WorkNC Designer“面向 CAM 的 CAD”直接建模 CAD 系统，还含新机器人模块。随机器人成车间常态，离线编程需求增加，WorkNC 品牌经理 Miguel Johann 说。

“WorkNC 2018 R1 新仿真与奇异性解算工具，让用户充分发挥机器人给制造流程带来的巨大优势，”Johann 说。“例如，让刀具路径摆脱铣削限制，因机器人臂末端工具也可以是磨床、激光头、焊嘴，或工程创意能想到的任何工具。”

机器人也允许固定刀具移动工件，而非传统固定工件动刀具，Johann 说。“但机器人只及编程它的软件好，WorkNC 2018 R1 最新开发确保制造商处于机器人技术前沿。”

WorkNC 也在 Waveform Roughing 融入新功能提升效率性能，含支持旋切加工策略新刀具。

软件更新由资深编辑 Patrick Waurzyniak 编辑。