提升制造质效：新一代CAD/CAM软件的生成式设计与增材制造融合之路

制造业使用CAD/CAM软件的永恒命题是：如何让零件制造更快、更省、更好。最新版CAD/CAM软件持续迭代，新增生成式设计能力、车间高频流程自动化工具，以及面向新兴增材制造的功能模块。

仿真验证愈发关键：复杂多轴机床要求精确计算刀具运动避免碰撞，内置可视化仿真成为CAD/CAM标配刚需。

生成式设计与增材制造正加速走向前台。西门子数字化工业软件NX产品工程高级营销总监Paul Brown指出："增材制造应用、新材料处理、机床性能持续提升，倒逼CAD技术进化，让工程师探索新设计、拥抱新制造方法的灵活性。"

企业仍在追求设计到制造全流程精简。Brown补充道："设计制造化（DFM）检查、制造可行性验证等需求持续旺盛，以增强对设计落地的信心。"

生成式设计：并行探索最优解

生成式设计加速并细化设计过程，产出更易制造的高效结构。

Autodesk Fusion 360市场策略经理Sanjay Thakore表示："面对交付更好产品、更快更省的压力，连接并自动化设计制造流程以减少迭代、错误、交期已成刚需。"

他在《Manufacturing Engineering》9月刊访谈中称："行业融合与新制造技术创造自动化新机遇。Fusion 360的生成式设计技术能以传统流程极小成本解决复杂设计挑战。"

生成式设计是探索工具：基于真实制造约束、性能指标、成本要求，并行生成多个可直接用于CAD的方案。"工程师可在多材料、多工艺维度探索设计空间，选取性价比最优方案。"

Brown透露部分企业已尝试生成式方法："这提供了探索替代形状和材料的机会。难点在于如何融入传统流程。西门子Convergent Modeling技术让仿真优化产出的生成式设计作为核心建模几何，与传统建模制造技术融合。"

增材制造进一步释放设计自由度：晶格结构等传统工艺无法制造的形态可大幅减重同时保持刚性等力学性能。

Brown强调："集成CNC编程能力是增材制造工业化的关键。西门子聚焦从单件到千件量级的工业规模增材应用。"

Open Mind Technologies美洲区总经理Alan Levine指出生成式设计产出高度有机形态："可用传统铣削或增材制造。增材路线常需后续铣削达标表面质量。"

优质表面需精准CAM参数、高质刀柄、精密机床配合。Levine解释："多数CAM系统在模型拓扑上使用近似网格，优势是统一计算流程不依赖CAD内核定义。Open Mind新增高精度模型直接加工曲面，显著提升表面质量。"

增材制造快速崛起：混合制造成主流

CAM系统内针对定向能量沉积（粉末/丝材）的增材编程技术快速演进。Levine补充："部分厂商推出增材新策略或移植粉末床技术，但刀路策略受限。Open Mind开发增材编程流程，可将几乎所有铣削刀路适配增材，含2D/3D策略及五轴控制，赋予用户完全编程自由度。"

增材制造与混合制造（同一机床增材+减材）普及加速。原因在于：金属增材表面粗糙度通常不达标，混合方案同机同夹具实现精铣精加工。

Levine表示："Open Mind基于定向能量沉积深耕增材工艺，含机床厂商演示、高校科研合作、早期工业用户金属混合加工应用。"

DP Technology执行副总裁Chuck Mathews指出："增材趋势推动混合CAM系统诞生。ESPRIT Additive for Direct Energy Deposition集成于全谱系ESPRIT CAM，提供增材/减材一体化编程、优化、仿真。"

Mathews补充：ESPRIT增材模块支持多任务、多功能、多通道、车铣复合、增减材一体机床，增减材工序在单界面编程优化仿真。

增材技术渗透几乎所有CAD/CAM产品，因其赋予传统减材无法比拟的设计自由度。Mastercam高级市场分析师Ben Mund表示："新技术开创了以往不可能的制造方式。结合减材高精度表面与增材成形，实现双优。"

CAD/CAM软件需让工程师像控制减材一样精准控制增材：支撑结构、梯度材料定义、3D嵌套、零件朝向优化等功能不可或缺。

3D Systems GibbsCAM产品经理Daniel Remenak表示："增材是我们的基因。行业并行/集成增凔材工作流日益普及，编程软件必须高效连接两者。3DXpert专注增材工作流，利用公司级CAD经验做支撑/晶格生成，减材专长做先进切片和后处理加工。"

Remenak透露GibbsCAM团队多年来与机床厂商、研究机构合作开发混合机床专用编程技术。

高效生产策略：自动化高频操作与CAD for CAM

车间用户需快、准、稳、高产出、准交付，自动化高频功能是"基本盘"。关键在于：CAD内仿真保障程序零碰撞；"CAD for CAM"工具提供制造就绪的核心建模功能。

Mastercam的Mund强调："所有CAD功能增强核心目标是'CAD for CAM'——让零件制造就绪。无论零件原生建模还是修复外来CAD数据，线框/曲面/实体工具箱都能无延迟完成制造前准备。"

影响因素聚焦创新、降本、提速、增效。Mund表示："持续倾听客户痛点开发新工具。用户越快在Mastercam内建模/修图，越快上机切削。"

缩短上市时间是关键："大量调整在Mastercam内完成，省去回源CAD系统的时间成本。支持夹具设计、工艺几何构建、原始CAD缺陷修复等制造端需求。"

"效率意味着所有工具服务于'上机就绪'这一目标——线框、曲面、实体协同。互联互通同样重要：读取IGES/STEP等标准格式及SAT/DXF/DWG/X_T等主流私有格式；模型与CAM信息关联，改模自动感知刀路更新，免从头来过。"

Open Mind的Levine表示hyperCAD-S（hyperMILL内核）专为CAM用户设计："主流CAD系统不一定给CAM用户最佳体验。hyperCAD-S聚焦简化驱动CAM所需功能：边界选择、面延伸、共面/共轴过滤、曲面修复重构等。"

进一步提供预定义CAD工具序列嵌入CAM策略，免去底层选择操作。例如模具行业尖锐棱边防溢料，自动切线延伸引导刀具进退，Z层形状精加工模块内置此功能，省去繁琐选择步骤。

复杂多轴加工仿真必选，CAD内仿真因性价比优于昂贵第三方仿真而流行。GibbsCAM的Remenak指出："复合多任务机床趋势下，机床仿真依赖度持续上升。车间追求编程效率、机上生产率、可靠后处理的最强验证工具。"

后处理：消除落地最后一公里的绕路

无优质后处理或互联互通，用户将陷入意外返工。DP Technology的Mathews直言："判断CAM系统优劣，核心看后处理质量和厂商技术支持。问题响应快、出代码好，编程简化、机床利用率升、调试和循环时间双降。"

DP Technology致力最佳后处理和支持："ESPRIT策略是与机床厂深度合作，构建每台CNC的数字孪生，含原厂开发后处理，输出免编辑优化G代码。"北美专属应用工程师团队提供原厂直营培训支持。

一站式采购：CAD/CAM+检测+PLM/ERP/MES

完整套件吸引寻求一站式方案的用户：CAD/CAM融合检测计量，或对接PLM/ERP/MES。

Hexagon制造智能美洲区总监Nick Spurrett透露："客户新需求是完整制造解决方案而非单一CAD/CAM。从MES到全机床验证均有诉求。并购NCSIMUL和WORKPLAN后，Hexagon生产软件业务已对齐这一趋势。"

Spurrett介绍新品牌矩阵："持续推进全系刀路生成加速、Waveform策略全覆盖。引入Advanced Toolform技术实现任意刀具形状五轴加工——桶刀、椭圆、抛物线等任意形状，支持负向余量计算。"

"面向制造设计（DFM）是过去12个月重点发布方案：提供'CAD for CAM'或'CAD for Machine Shops'，让车间/数控程序员利用收到的CAD数据，或在专为制造定制的CAD环境工作。直接建模支持推拉几何直观修改。"