軟件：金屬3D打印獲得成功和豐厚利潤(rùn)的關(guān)鍵要素

金屬 3D 打印正在顛覆制造流程。復(fù)雜的形狀,、增強(qiáng)的功能屬性以及輕量化均為增材制造 (AM) 提供了一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。盡管目前存在許多有關(guān)打印技術(shù),、材質(zhì)和硬件的信息,，但有一個(gè)關(guān)鍵要素 卻 鮮有提及：為金屬增材制造提供集成式軟件解決方案的需求。

要想進(jìn)行成功的打印,，3D CAD 模型和優(yōu)質(zhì)的打印機(jī)還遠(yuǎn)不夠,。金屬增材制造 (AM)軟件處理打印零部件所需的所有準(zhǔn)備和優(yōu)化操作，從而達(dá)到理想的 CAD 模型規(guī)格,。

本文提供增材制造 (AM)準(zhǔn)備和優(yōu)化流程的概述,，闡述了軟件對(duì)于所有增材制造業(yè)務(wù)盈利的重要性，還對(duì)研究增材制造 (AM)軟件解決方案時(shí)所應(yīng)尋求的內(nèi)容給出了建議,。

注意差距設(shè)計(jì)軟件中的 3D CAD 模型與增材制造 (AM)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)（與 3D 打印的成功與否密切相關(guān)）之間存在著差距,。CAD 解決方案不包括將文件準(zhǔn)備好用于增材制造的合適工具。因此,，直接發(fā)送 CAD 文件進(jìn)行3D打印通常都會(huì)以失敗告終。

金屬 3D 打印要想不斷成功,，需要一系列使用專業(yè)工具的準(zhǔn)備活動(dòng),。沒有適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備，即使有好的金屬打印機(jī),，獲取良好的金屬打印很富有挑戰(zhàn)性,，雖然并非不可能。

AM 增材制造軟件 – 縮小差距
為了縮小差距,，需要使用專業(yè)的增材制造 (AM) 軟件,，以便優(yōu)化模型并為打印準(zhǔn)備建模。

AM 增材制造工作流程 – 準(zhǔn)備和優(yōu)化
導(dǎo)入
使用網(wǎng)格或?qū)嶓w 3D CAD 模型并進(jìn)行打印可行性檢查,。如有需要,，可以調(diào)整或修復(fù)模型以使其具有打印可行性。

定位和修改
按照打印時(shí)間,、表面質(zhì)量,、材料消耗等標(biāo)準(zhǔn)，讓零部件適應(yīng)打印托盤以得到最佳結(jié)果。制造過程所需的修改（如,，為打印后機(jī)械操作添加材料）可應(yīng)用于該模型,。

優(yōu)化結(jié)構(gòu)
添加體積和表面晶格來減少重量或加強(qiáng)零部件的功能屬性。

支撐
設(shè)置消除變形和構(gòu)建故障所需的支撐結(jié)構(gòu),。

模擬
分析整個(gè)構(gòu)建流程以預(yù)測(cè)故障并最大程度地減少打印的測(cè)試次數(shù),。

AM 增材制造工作流程 – 制造
制定打印策略
針對(duì)零部件的不同區(qū)域制定不同的打印策略，在保障所需質(zhì)量的同時(shí),，優(yōu)化打印時(shí)間,。

計(jì)算掃描路徑
將零部件分為多個(gè)虛擬的切片并為每一塊切片計(jì)算精確的打印頭路徑，從而確保質(zhì)量和可重復(fù)性,。

配置建模板
在托盤上確定多個(gè)零部件的位置以充分利用打印機(jī)資源并發(fā)送打印任務(wù),。

后處理
完成零部件制造：移除支撐，加工高質(zhì)量的曲面區(qū)域,，以及鉆孔,、攻絲或修整孔。


AM 增材制造軟件的目標(biāo)
就增材制造流程來說,，增材制造 (AM)軟件有四大目標(biāo)：
實(shí)現(xiàn)成功打印
執(zhí)行增材制造所需的所有準(zhǔn)備工作,，例如：設(shè)置正確的方位、為達(dá)到打印可行性作出修改,、創(chuàng)建支撐結(jié)構(gòu)
優(yōu)化設(shè)計(jì)
獲取最佳的增材制造設(shè)計(jì),，例如：減少重量、增強(qiáng)功能屬性等
最大限度的減少設(shè)計(jì)到制造的交付時(shí)間
簡(jiǎn)化打印準(zhǔn)備,，優(yōu)化工作流程
降低運(yùn)營(yíng)總成本
最大限度地減少打印時(shí)間,、材料消耗和后處理的工作量

并非所有的增材制造 (AM)軟件解決方案都是相同的
現(xiàn)今，市場(chǎng)中的增材制造 (AM)軟件解決方案分為兩大類：獨(dú)立的增材制造 (AM)軟件解決方案和集成式增材制造 (AM)軟件解決方案

獨(dú)立的 AM 增材制造軟件解決方案
增材制造 (AM)準(zhǔn)備和優(yōu)化流程是一系列獨(dú)立的步驟,。獨(dú)立的增材制造 (AM)軟件解決方案描述的是各自處理增材制造 (AM)流程不同部分的產(chǎn)品,，并且需要使用其他的產(chǎn)品來構(gòu)成完整的工作流程。

增材制造 (AM)工作流程并非單向的工作流程,。除了設(shè)計(jì)初期所進(jìn)行的修改,，可能還需要返回改變一些設(shè)置，從而讓模型在該過程中的后期具有打印可行性,。例如,，模擬結(jié)果可能會(huì)顯示建模失敗，這就需要改變支撐結(jié)構(gòu)或方向,，這反過來也可能影響晶格結(jié)構(gòu),。除了需要考慮與打印相關(guān)的變更，客戶可能還需要隨時(shí)發(fā)起技術(shù)更改指令 (ECO),，該指令需要在現(xiàn)有設(shè)計(jì)的整個(gè)階段內(nèi)順利地集成幾何變更,。

因此,，一種好的增材制造 (AM)解決方案不僅應(yīng)該處理所有不同的步驟，還應(yīng)該有效地解決它們之間的交互問題,。當(dāng)采用獨(dú)立的 AM 增材軟件解決方案時(shí),，這種交互毫無效率。雖然含有多種軟件解決方案,、不同的環(huán)境和文件格式,，但由于經(jīng)過多次數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換，這種笨重,、重復(fù)的流程是非常費(fèi)時(shí)的并且容易出錯(cuò),。雖然使用多個(gè)軟件可能在原型制造或試驗(yàn)增材制造早期是可以接受的，但是這種方法并不能讓使用增材制造成為主流的制造技術(shù),。

集成式增材制造 (AM)軟件解決方案
集成式增材制造 (AM)軟件解決方案是一種單一的軟件解決方案,，它可以處理整個(gè)增材制造 (AM) 工作流程，該流程的每個(gè)功能都能順利交互,。

這種由集成式 增材制造 (AM)軟件提供的簡(jiǎn)化的工作流程在優(yōu)化 AM 運(yùn)營(yíng)總成本 (TCO)方面起著關(guān)鍵作用,，因此對(duì)制造商的盈利來說也至關(guān)重要。
因?yàn)樵谠霾闹圃?(AM)流程的所有階段都能對(duì) CAD 模型作出更改,，所以該工作流程的每一個(gè)功能之間的輕松交互就變得至關(guān)重要,。

以下的示例突出了集成式解決方案的重要性：
• 將分析和模擬作為設(shè)計(jì)環(huán)境的一部分有利于輕松識(shí)別問題，并可以按要求對(duì)模型作出變更,，這樣就可以優(yōu)化耗時(shí)的流程,。
• 改變孔直徑或零部件方向以及自動(dòng)調(diào)整晶格結(jié)構(gòu)。
• 客戶發(fā)起了變更指令,，需要系統(tǒng)相應(yīng)地更新所有設(shè)計(jì)流程,。通過基于參數(shù)歷史記錄的系統(tǒng)即可輕松地完成幾何變更的順利集成。

挖掘您的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)
簡(jiǎn)化的 AM 增材制造工作流程縮短了從設(shè)計(jì)到制造的交付時(shí)間,， 還可以將生產(chǎn)級(jí)的增材制造集成到您的業(yè)務(wù)中,。在殘酷的市場(chǎng)中挖掘和維持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)是長(zhǎng)期盈利的關(guān)鍵所在。是否采用簡(jiǎn)化的增材制造 (AM)工作流程可以決定是保持您的優(yōu)勢(shì)還是將優(yōu)勢(shì)輸給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,。

生產(chǎn)效率對(duì)于快速獲取增材制造投資回報(bào)和提高業(yè)務(wù)利潤(rùn)起著至關(guān)重要的作用,。簡(jiǎn)化的 AM 增材制造流程有助于您減少交付時(shí)間,，從而您可以滿
足客戶最苛刻的截止日期并贏得新客戶,。也可以避免由于多次數(shù)據(jù)傳輸操作所造成的失誤，因此降低了您的底線成本,，如運(yùn)營(yíng)成本,、打印時(shí)間和材料消耗；同時(shí),，更快的上市時(shí)間可提高您的營(yíng)收,。

選擇正確的增材制造 (AM)軟件解決方案可以讓您最大程度地獲取增材制造 (AM)軟件投資回報(bào)并對(duì)您的競(jìng)爭(zhēng)力長(zhǎng)期產(chǎn)生的積極影響,。

在增材制造 (AM)軟件中尋求的內(nèi)容
盡管增材制造 (AM)軟件的成本通常只是打印機(jī)成本的一小部分，但它對(duì)于增材制造流程的全部運(yùn)營(yíng)總成本的影響卻是極大的,。

選擇打印機(jī)和材料后,，影響建模運(yùn)營(yíng)總成本的參數(shù) – （如，優(yōu)化和工作流程效率） - 全部由增材制造 (AM)軟件控制,。因此,，在尋求增材制造解決方案時(shí)，要特別留意增材制造 (AM)軟件的選擇,。

幫助您選擇自己的增材制造 (AM)軟件解決方案：
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在增材制造 (AM)軟件供應(yīng)商中 尋求的內(nèi)容
一個(gè)詞：專業(yè)知識(shí),。
增材制造 (AM)軟件解決方案必須包含多門學(xué)科的深厚專業(yè)知識(shí)，如 CAD,、分析,、打印和后處理。供應(yīng)商開發(fā)和支持的增材制造 (AM)軟件存在明顯的優(yōu)勢(shì),，他們?cè)?3D 打印的各方面都有著豐富的專業(yè)知識(shí),，包括向客戶提供設(shè)計(jì)和打印服務(wù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及自己制造打印機(jī)。


盡管使用同一個(gè)供應(yīng)商的增材制造 (AM) 軟件和打印機(jī)有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),，但不一定要將兩者一起購買,。集成式軟件解決方案在多種打印機(jī)上兼容，益處諸多

3DXpert™
3D Systems 的一體化集成式增材制造 (AM)軟件,。
3DXpert 為整個(gè)金屬增材制造流程提供單一的集成式解決方案,，從打印前準(zhǔn)備、打印優(yōu)化和模擬設(shè)計(jì)到打印后編寫后處理CNC減材加工操作程序,。

此外,，3DXpert 提供了比零部件總和更大的完整的解決方案。它不僅按照相同的模式結(jié)合了所有的設(shè)計(jì),、模擬和優(yōu)化工具,，而且還通過使用整個(gè)流程相同的環(huán)境提供完全簡(jiǎn)化的流程。展望金屬增材制造的未來,，3DXpert 提供的簡(jiǎn)化工作流程是成功進(jìn)行生產(chǎn)級(jí)金屬 3D 打印,、降低風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率以及減少金屬增材生產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)總成本的關(guān)鍵組成部分,。

客戶案例
位于美國(guó)俄勒岡州的 Metal 技術(shù) (MTI) 公司在金屬制造方面有著 40 多年的經(jīng)驗(yàn),，并因其豐富的功能和高質(zhì)量的產(chǎn)出而獲得客戶極大的贊譽(yù)。MTI 公司始終在尋求著新的優(yōu)勢(shì),，迫不及待地想采用 3DXpert™ 軟件 – 行業(yè)首個(gè)全面的金屬增材制造解決方案,。

“我們從最初的使用至少 3 種不同的軟件系統(tǒng)生產(chǎn)成品到用現(xiàn)在一種系統(tǒng)就能完成所有流程，”MTI 公司的技術(shù)總監(jiān) Jason Stitzel 表示,�,！�3DXpert 提供了我們生產(chǎn)幾何形狀所需的一切工具和我們的 3D 打印機(jī)用單個(gè)軟件包進(jìn)行生產(chǎn)可以理解和使用的文件,。”

除了使用單個(gè)軟件包的工作效率外,，3DXpert 已申請(qǐng)專利的 3D Zoning 功能還讓 MTI 提高了 40% 的生產(chǎn)效率,。3DXpert 最多可以減少 75% 的文件處理時(shí)間，很快就在 MTI 公司見證了成效,�,！霸谑褂� 3DXpert 前，通過切片機(jī)生產(chǎn)一個(gè)復(fù)雜的部件需要花將近 20 個(gè)小時(shí)的時(shí)間來處理,、切片、運(yùn)行參數(shù)和創(chuàng)建建模文件,。有了 3DXpert,，我們僅用 4 個(gè)小時(shí)就可以完成同樣的建�,！,，F(xiàn)在,，如果我們?cè)谛瞧谖迨盏轿募�，周末就可以開始生產(chǎn)而不用拖到下周,。采用以前的工作流程,，那根本就不可能,、

“3DXpert 改變了游戲規(guī)則！它簡(jiǎn)化了我們的工作流程,，不再需要使用多個(gè)系統(tǒng),。我們很快發(fā)現(xiàn)的一大優(yōu)點(diǎn)是具有 CAD 參數(shù)化接口,，能夠直接在 CAD 上操作。我們現(xiàn)在無需轉(zhuǎn)換 STL 格式就可以處理數(shù)模,，并享有快速設(shè)計(jì)支撐的自由,、滿足增材制造的特定要求,。此外,，我們可以完全掌控打印 參數(shù),，開發(fā)自己的打印策略,，將促使我們的生產(chǎn)力提高到一個(gè)新的水平,�,！�

——Scarlett Inc.公司3D打印服務(wù)部Mike McLea

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