西門子面向增材制造的無縫集成解決方案

西門子在制造領(lǐng)域的特色軟件服務(wù)產(chǎn)品包括從支持完整的加工機(jī)械和工廠自動化的設(shè)計(jì)和工程軟件,、仿真工具及配套硬件，到與基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere進(jìn)行互聯(lián)的設(shè)備等,。面對3D打印走向產(chǎn)業(yè)化制造領(lǐng)域,，西門子還推出了面向增材制造的無縫集成解決方案。從3D打印的具體應(yīng)用到軟件,，西門子正在打造一個全方位的針對3D打印領(lǐng)域的生態(tài)系統(tǒng),。

西門子軟件解決方案的一大特點(diǎn)是經(jīng)過了西門子應(yīng)用的驗(yàn)證。其中,，西門子能源部門的燃?xì)鉁u輪機(jī)葉片完全采用增材制造（AM）技術(shù)獲得的成功給西門子軟件部門帶來了極大的信心,。葉片被安裝在功率為13兆瓦（MW）的西門子SGT-400工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)上。渦輪葉片由高性能多晶鎳高溫合金粉末制成,，這允許它們承受高壓,、高溫和渦輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力。

西門子Finspong工廠利用金屬3D打印技術(shù)直接制造燃燒室中的復(fù)雜燃燒器零部件,，并利用3D打印技術(shù)對燃燒器進(jìn)行快速修復(fù),。SGT-800燃汽輪機(jī)重達(dá)290噸，能夠產(chǎn)生54兆瓦的電力,，而30個3D打印的雙燃料DLE燃燒器被安裝在環(huán)形的燃燒室中,。

西門子的獨(dú)特產(chǎn)品專為滿足機(jī)器制造商和增材制造用戶的需求而設(shè)計(jì)，致力于增材制造領(lǐng)域的企業(yè)將如何利用數(shù)字化大幅提高生產(chǎn)靈活性和效率,、縮短工程時(shí)間和產(chǎn)品上市時(shí)間,，從而鞏固和加強(qiáng)他們在全球市場上的競爭地位。

根據(jù)西門子數(shù)字化工廠集團(tuán)增材制造中心副總裁Karsten Heuser博士,，西門子是全球領(lǐng)先的,、也是唯一的一體化增材制造軟硬件解決方案提供商，其產(chǎn)品涵蓋增材制造增值過程的每一個階段,。這意味著如今西門子能為機(jī)器制造商和增材制造用戶帶來很好的機(jī)會,，使其從原型設(shè)計(jì)和使用單臺機(jī)器的小規(guī)模生產(chǎn)迅速過渡到工業(yè)規(guī)模的批量生產(chǎn)。

在全面的“數(shù)字化企業(yè)”理念框架內(nèi),，西門子為積極擁抱數(shù)字化時(shí)代的企業(yè)提供全面的產(chǎn)品組合,。數(shù)字化企業(yè)套件面向產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié),，基于西門子PLM軟件解決方案，包括集成式CAD/CAM/CAE解決方案,、NX™軟件,、仿真和測試軟件解決方案Simcenter™組合、數(shù)字化生命周期管理系統(tǒng)Teamcenter®軟件,、面向生產(chǎn)執(zhí)行的西門子制造運(yùn)營管理（MOM）產(chǎn)品組合的兩個要素Simatic IT和Simatic WinCC,，以及基于云的開放式物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)MindSphere等。

根據(jù)Karsten Heuser博士,，對機(jī)器制造商和增材制造用戶而言,，這意味著整個數(shù)字化流程鏈都處在統(tǒng)一的集成式關(guān)聯(lián)軟件環(huán)境下，因此可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的用戶界面進(jìn)行操作,。用于工程,、仿真、生產(chǎn)制備和3D打印的工具都集中于同一系統(tǒng)中,，無需進(jìn)行容易致錯的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,，同時(shí)也可以消除信息遺失所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

利用西門子PLM軟件實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品到生產(chǎn)
在不斷減少零部件重量和提高資源利用率的需求推動下,，各公司希望將晶格結(jié)構(gòu)融入設(shè)計(jì),，以在不影響強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)完整性的情況下滿足這些需求。最新版本的NX軟件提供了面向增材制造的全新設(shè)計(jì)方法,，包括添加晶格的能力,。Convergent Modeling使得直接處理這些晶格結(jié)構(gòu)等多面幾何結(jié)構(gòu)成為可能，從而使企業(yè)避免此前冗長的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程,。這使企業(yè)能夠在更短的時(shí)間內(nèi)將更輕更強(qiáng)的產(chǎn)品推向市場,。通過與Simcenter結(jié)合使用，產(chǎn)品特性可以預(yù)先,，并可在產(chǎn)品生命周期（從最初概念到最終使用）中進(jìn)行仿真和預(yù)測,。這可以加快產(chǎn)品工程步伐,，將更經(jīng)濟(jì),、更可靠的產(chǎn)品推向市場，從而增強(qiáng)企業(yè)的競爭優(yōu)勢,。數(shù)字化產(chǎn)品生命周期管理系統(tǒng)Teamcenter負(fù)責(zé)管理產(chǎn)品設(shè)計(jì),、歸檔、物料清單和數(shù)據(jù)等,，可以使整個企業(yè)的工作和變更流程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,，并使效率得以優(yōu)化。

智能自動化系統(tǒng)用于增材制造
提到增材制造的工業(yè)化,，生產(chǎn)系統(tǒng)的智能自動化起著決定性的作用,。西門子支持工業(yè)增材制造系統(tǒng)的自動化解決方案能夠監(jiān)控運(yùn)動控制,、優(yōu)化流程從而提高可用性、信息安全,、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)力,。為此提供支撐的是使用基于PLC的Simatic自動化解決方案或基于CNC數(shù)控系統(tǒng)的Sinumerik數(shù)控系統(tǒng)解決方案。它們與Sinamics驅(qū)動系統(tǒng)和Simotics電機(jī)結(jié)合使用,，以驅(qū)動機(jī)器設(shè)備的機(jī)械部件,。依托TIA博途（TIA Portal）全集成自動化工程軟件平臺，西門子使所有這些自動化組件能夠高效協(xié)同工作,。利用Simatic IT UA還可以實(shí)現(xiàn)對增材制造的管理,，數(shù)據(jù)保護(hù)和用戶權(quán)限管理等。

將增材制造機(jī)器連接到物聯(lián)網(wǎng)
MindSphere-可擴(kuò)展云端“平臺即服務(wù)”,，作為開放式操作系統(tǒng),，MindSphere能實(shí)現(xiàn)機(jī)器與數(shù)字世界之間的無縫連接。通過利用大量數(shù)據(jù),，機(jī)器制造商和生產(chǎn)商可以在整個企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)力和效率,、縮短停機(jī)時(shí)間、增加產(chǎn)量并實(shí)現(xiàn)提高廠房空間利用率,。與此同時(shí),，MindSphere有助于實(shí)現(xiàn)西門子提供的基于數(shù)據(jù)的服務(wù)與第三方提供商所提供服務(wù)之間的無縫連接。另外,，制造商自己的應(yīng)用和服務(wù)也可實(shí)現(xiàn)無縫集成,。

創(chuàng)新增值服務(wù)助力提高增材制造工業(yè)化速度
西門子還推出了幫助用戶加快增材制造工業(yè)化步伐的模塊化咨詢服務(wù)套件。該服務(wù)將來自西門子不同業(yè)務(wù)板塊的專業(yè)知識凝聚在一起,，整合在西門子整體的增才制造創(chuàng)新框架下,，涵蓋從設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)模式開發(fā)到生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié)——全部在同一個平臺上,。

零部件工程和打印服務(wù)直至完整的增材制造由西門子Material Solutions與Mobility Services提供,。西門子已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了燃?xì)廨啓C(jī)葉片的打印和應(yīng)用，為西門子精通增材制造工藝提供了堅(jiān)實(shí)的佐證,。這種專業(yè)知識現(xiàn)在正通過西門子附屬公司Materials Solutions作為一項(xiàng)制造服務(wù)提供給其他行業(yè)領(lǐng)域——從理念到零部件成品的打印,。

來源：3D科學(xué)谷
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西門子3D打印渦輪葉片終于走向生產(chǎn)之路