Modélisation 3D et simulation : catalyseurs de l'innovation des processus de fabrication

Manufacturing Engineering : Comment le logiciel de modélisation 3D SpaceClaim d'Ansys aide-t-il les fabricants à rationaliser les conceptions et booster la productivité de fabrication ?

John Graham : Quand on pense aux produits qui sont fabriqués, le point de départ est typiquement un modèle 3D. À l'époque où les modèles 3D n'existaient pas toujours, un machiniste programmerait un modèle 2D dans une machine, et les divers axes bougeraient et couperaient les pièces. Mais les choses sont et continuent de devenir plus complexes alors que nous repoussons les limites des technologies. La géométrie est presque toujours nécessaire pour couper les pièces. Mais il a été découvert que la géométrie peut devenir un goulot d'étranglement dans la fabrication de presque n'importe quoi. Tout l'objectif de SpaceClaim en ce qui concerne l'espace de fabrication est d'éliminer ces goulots d'étranglement de géométrie. Donc ça n'a pas de sens si une entreprise passe du temps à manipuler un modèle 3D quand une machine est inoccupée. Ils ne coupent pas des pièces. Vous n'avez pas à être un utilisateur CAO dédié pour modifier ou réparer un fichier dans SpaceClaim. Cela donne aux gens la flexibilité d'éditer les fichiers de la façon qu'ils veulent. Le résultat est que les gens dans l'atelier peuvent se concentrer sur la coupe de pièces et sortir les pièces au lieu de s'embêter avec le nettoyage de fichiers.

ME : Votre entreprise a acquis SpaceClaim il y a quelques années ; comment cette transition s'est-elle passée avec l'apport de la modélisation 3D étendue aux clients de simulation d'Ansys ?

Graham : Même avant l'acquisition de SpaceClaim par Ansys, il y avait un partenariat qui fonctionnait bien. Cependant, il n'y avait pas tout à fait la synergie qu'il y a maintenant. Il y avait quelque confusion sur quels produits vendre, et où exactement SpaceClaim s'insérait. Beaucoup de gens voyaient le bénéfice, mais à un moment c'était presque en compétition avec un autre produit Ansys. Ansys a réalisé que la technologie derrière SpaceClaim était révolutionnaire, et pouvait soulager de nombreux goulots d'étranglement de géométrie dans l'espace d'analyse. Le besoin pour une technologie comme SpaceClaim était énorme. Avance rapide jusqu'à aujourd'hui où il y a plus d'une stratégie unifiée derrière SpaceClaim s'insérant dans tout l'espace de simulation. Il imprègne de plus en plus la simulation, et Ansys a embrassé SpaceClaim comme la technologie de géométrie frontale de choix pour manipuler et préparer tout type de modèle d'analyse. À cause de cela, de plus en plus de gens embrassent SpaceClaim et embrassent la simulation.

ME : SpaceClaim adresse plusieurs domaines clés critiques pour les fabricants ; comment a-t-il aidé les utilisateurs en ingénierie inverse ?

Graham : L'ingénierie inverse va de pair avec l'impression 3D. Il y a des années, les capacités d'ingénierie inverse dans SpaceClaim étaient minimales. Vous pouviez ouvrir des fichiers maillage, observer, et peut-être référencer n'importe quelle facette donnée. Pour apprécier les capacités d'aujourd'hui, vous devez être au courant d'une idée fausse sur le marché que l'ingénierie inverse est un simple transfert de fichier : cliquer quelques boutons, des traductions se passent, et sort un fichier CAO propre — similaire à traduire une langue. Il y a beaucoup plus qui se passe en coulisses que la personne moyenne ayant besoin de faire de l'ingénierie inverse ne comprenait pas. SpaceClaim a commencé à développer de merveilleux outils, où l'ingénierie inverse de fichiers est plus proche de quelques clics de bouton. Beaucoup de fonctionnalités ont été compressées dans un outil qui essentiellement auto-surfacique les données de maillage. Les utilisateurs peuvent rapidement créer des surfaces et corps solides propres pour les applications en aval.

ME : Quels autres outils clés le logiciel fournit-il pour la fabrication additive, qui voit une explosion d'intérêt de la fabrication ?

Graham : Il y a environ une décennie quand SpaceClaim a émergé, c'était révolutionnaire. Il a porté une nouvelle technologie appelée modélisation directe à un tout nouveau niveau et a rendu la modélisation 3D accessible à tout ingénieur. Aujourd'hui, vous voyez certaines capacités de modélisation solide faire leur chemin dans la sphère des données facettées, un peu comme cela s'est passé il y a une décennie. Par exemple, vous pouvez attraper quelques facettes et les bouger, ou tirer sur ce qui ressemble à un trou et augmenter ou diminuer le diamètre. Vous pouvez utiliser SpaceClaim pour réparer ou effectuer des opérations booléennes sur des données facettées, d'une manière similaire aux fichiers CAO. D'une certaine façon, je compare le travail dans SpaceClaim à travailler de l'argile numérique. N'importe qui peut visualiser ce qu'il veut, et SpaceClaim rend la numérisation de cela une réalité.

Un autre aspect important de SpaceClaim dans le domaine de l'impression 3D est l'optimisation. SpaceClaim a des capacités pour creuser n'importe quel type de fichier et y ajouter un remplissage. Cela équilibre le rapport résistance/poids. Il peut aussi lisser un STL, avec un outil appelé shrinkwrapping, en enveloppant essentiellement une couverture dessus et en ignorant les petites irrégularités ou pics dans le modèle.

ME : Le logiciel présente plusieurs liens avec des outils de fabrication largement utilisés, tels que des logiciels FAO comme Mastercam, Esprit et GibbsCAM. Pouvez-vous décrire comment cela fonctionne ?

Graham : Une partie majeure de l'intégration de SpaceClaim avec les outils FAO est le flux de données rationalisé. Les traductions d'un système à un autre causent souvent des problèmes. L'intégration de SpaceClaim avec les systèmes FAO élimine essentiellement les problèmes de traduction de données. Une fonctionnalité que les gens aiment dans les intégrations est la réparation de fichiers. Quelqu'un peut ouvrir un fichier client dans une FAO et ils ne peuvent pas faire une trajectoire d'outil. Instantanément à travers ces intégrations, ils peuvent envoyer le fichier à SpaceClaim et pas seulement le réparer, mais enlever de petites caractéristiques ou arrondis. Les intégrations entre ces systèmes ouvrent les capacités de ce que les gens peuvent faire avec des fichiers STL. Certains produits FAO exportent des fichiers STL après diverses étapes. Avec SpaceClaim, vous pourriez utiliser ce fichier et construire des fixations ou l'utiliser avec des systèmes de détection de collision.

ME : Quelle est l'importance de la modélisation 3D pour les utilisateurs dans l'espace de fabrication ?

Graham : À cause de où la technologie de fabrication est aujourd'hui, vous avez généralement besoin d'un modèle 3D. Et pas n'importe quel modèle, mais un propre pour prévenir garbage in/garbage out.

ME : Quelles synergies SpaceClaim a-t-il avec la richesse d'offres de simulation disponibles d'Ansys, incluant des outils CAE avec dynamique des fluides computationnelle (CFD), et même analyse par éléments finis (FEA) ?

Graham : Même avant l'acquisition de SpaceClaim, il y avait une relation de travail avec SpaceClaim et l'espace CAE. Depuis l'acquisition, cela n'a fait qu'augmenter. L'épine dorsale derrière tous les produits Ansys s'appelle Ansys Workbench. Chaque produit se branche dans Workbench, et ce n'est pas une exception avec SpaceClaim. Si vous avez un modèle à partir duquel vous essayez d'extraire une surface moyenne ou d'extraire un volume pour des fins CFD, tout ce qui est produit se transférera dans Workbench pour les opérations de simulation subséquentes.

Ansys a un produit relativement nouveau appelé Ansys AIM, dans lequel SpaceClaim est l'épine dorsale géométrique. Il est optimisé pour les ingénieurs de conception, et n'a qu'une seule interface utilisateur. Vous pouvez commencer avec n'importe quel outil CAO de choix, puis aller droit à la simulation. Ou commencer avec un fichier SpaceClaim, puis simuler. Vous pouvez aussi importer un modèle, utiliser SpaceClaim pour éditer, puis le simuler. Cet outil a été construit avec les ingénieurs de conception à l'esprit et certainement peut être utilisé dans l'espace de fabrication. Cela montre davantage l'importance de SpaceClaim pour la simulation dans les produits Ansys.

ME : Comment le climat d'affaires actuel se présente-t-il pour les utilisateurs de fabrication dans votre domaine de l'industrie logicielle ?

Graham : L'espace de fabrication a constamment changé pendant des années. Au début de ma carrière, je créais des représentations de conception détaillées, et j'étais quelque peu limité à faire des pièces qui seraient usinées CNC, mais rien de trop complexe. Mais les choses ont évolué de plus en plus. Pensez à l'usinage 5 axes. Cela a poussé ce qui est fait dans l'espace fabrication et conception. Vous pouvez faire des pièces qui sont beaucoup plus complexes et contiennent des courbes d'ordre supérieur. Puis vous ajoutez l'impression 3D dans le mélange. À cause de tout cela, les logiciels CAO et éditeurs de géométrie ne peuvent pas être statiques. S'ils le sont, ils ne répondront pas aux besoins du marché. Tout comme les technologies changent, il doit y avoir une évolution des outils que les gens utilisent. Je crois qu'avec la demande accrue et les améliorations technologiques en impression 3D, vous allez voir la fabrication additive augmenter et la demande pour la fabrication soustractive diminuer. Un équilibre stable sera atteint à un moment donné. Et pas seulement les gens essaient d'imprimer 3D des choses mais l'allègement devient plus important à travers des technologies comme l'optimisation topologique. Les outils doivent suivre la demande. Je crois que SpaceClaim a fait un excellent travail à cela, et vous allez voir plus de capacités attachées à SpaceClaim alors que les demandes du marché changent.

Nouvelles versions

Le développeur d'inspection Verisurf Software Inc. (Anaheim, CA) a annoncé la disponibilité de sa Quality Inspection Suite, une combinaison de modules d'application Verisurf configurés pour fournir une solution efficace d'inspection qualité et de reporting. Quality Inspection Suite fournit un package rentable et des options d'achat flexibles pour correspondre aux besoins des clients individuels, incluant licence de site et options d'abonnement.

La Quality Inspection Suite de Verisurf est composée de modules d'application best-in-class sélectionnés, incluant Verisurf CAD, capable de lire tous les formats de fichiers CAO natifs permettant aux clients de travailler avec n'importe quel modèle CAO — solide, surface ou filaire. La Définition Basée sur le Modèle (MBD) permet aux utilisateurs de définir des IDs uniques, tolérances et contraintes GD&T dans le modèle pour n'importe quelle surface, caractéristique ou autre élément d'inspection critique. Verisurf Device Interface (VDI) assure la compatibilité des dispositifs et contrôle tous les dispositifs de mesure numériques.

La suite inclut aussi Verisurf Measure, qui fournit la mesure de caractéristiques depuis des points uniques précis jusqu'aux nuages de points scannés ; Verisurf Automate, qui programme et opère tous types et marques de MMT avec une expérience 3D intuitive, programmation orientée objet visuelle et standards ouverts ; et Verisurf Validate, fournissant une validation précise de traduction de modèle CAO en comparant le modèle CAO d'autorité au modèle CAO traduit, ce qui permet aux clients d'identifier rapidement toute erreur de traduction.

Accords

Le développeur de surveillance d'actifs Smartware Group (Center Harbor, NH) et 5ME (Cincinnati) ont créé un partenariat visant à fournir une visibilité d'actifs améliorée et une automatisation à travers l'entreprise de fabrication pour la maintenance prédictive, en tirant parti de l'Internet Industriel des Objets (IIoT).

Le Freedom eLog de 5ME, un système de surveillance d'actifs cloud, fonctionne en conjonction avec le Bigfoot CMMS cloud de Smartware pour fournir la surveillance de condition d'actifs et l'automatisation de l'activité de maintenance. En déployant Freedom eLog avec la Suite d'Intégration Bigfoot, les utilisateurs Bigfoot peuvent capturer des données d'actifs en temps réel et des analytiques à valeur ajoutée, de la performance machine individuelle à l'activité de production totale, en utilisant n'importe quel navigateur web.

Software Update est édité par le rédacteur en chef principal Patrick Waurzyniak.