Siemens NX AM, самое мощное

решение для индустриализации

аддитивного производства

Чиж Олег Васильевич - Менеджер по развитию направления

«Автоматизация обработки (NX CAM)»

Широкое применение аддитивного производства

Seite 3

Примеры в пищевой промышленности

Широкое применение аддитивного производства

Примеры в архитектуре

Широкое применение аддитивного производства

Примеры товаров народного потребления

Широкое применение аддитивного производства

Примеры товаров интерьера

Широкое применение аддитивного производства

Примеры товаров высокой моды

Широкое применение аддитивного производства

Примеры в автомобильной промышленности

Широкое применение аддитивного производства

Доходы от рынка 3D-печати (млн. $)

Доходы от рынка 3D-печати (млн. $)

Products

Services

Накопленные продажи AM систем за

1988-2015

Технологии 3D печати доступны в NX

Прямое осаждение материала (гибридная аддитивная

технология)Осаждение материала плавлением (много-осевое)

Струйное осаждение / струйная технология (много-

сопловое осаждение)

Селективное лазерное спекание (послойное спекание

порошка)

Селективное лазерное спекание

Наиболее широко используемая

технология аддитивного

производства деталей из металла

Печать деталей содержащих

точные и сложные внутренние

элементы

Свойства материала соответствуют

заготовке полученной технологией

ковки

Powder Bed Fusion - demo

Прямое осаждение материала (гибридная аддитивная

технология)

Прямое осаждение

материала (гибридная

аддитивная технология)

Комбинация 3D печати с

технологией ЧПУ в одном станке

Сложные, большие детали с

внутренними полостями

Устранение геометрии поддержек

Прямое осаждение материала (гибридная аддитивная

технология)

С:

6-8 недель

До:

36 часов

Пример из судострения

Прямое осаждение материала (гибридная аддитивная

технология)

Струйное осаждение / струйная технология (много-

сопловое осаждение)

Струйное осаждение / струйная

технология (много-сопловое

осаждение)

Печать деталей из пластика, с

использованием процесса,

подобного струйной печати

Изготовление деталей с высокой

точностью и улучшенными

свойствами

Печать деталей в 10 раз быстрее

3D Print

HP Multi Jet Fusion Technology – NX demo

Осаждение материала плавлением (много-осевое)

Осаждение материала

плавлением (много-осевое)

Печать композитных деталей

различных размеров

Используется гибкость роботов для

печати деталей любой сложности

Устранение геометрии поддержек

Осаждение материала плавлением (много-осевое)

Интеграция передовой технологии экструзии Anisoprint и Stratasys, промышленной платформы

Siemens MC и технологического процесса Siemens PLM

Осаждение материала плавлением (много-осевое

плавление проволоки)

Осаждение материала

плавлением (много-

осевое плавление

проволоки)

Печать заготовок титановых

деталей различных размеров

Для плавления материала

используется электронный луч

(EBAM™)

Что осложняет бизнес в области AM

Оборудование

Материалы

Программное обеспечение

• Недостаток материалов

• Сертификация компонент

• Обработка и повторное

использование

• Стабильность процесса

• Заменимость

• Поток газа

Аддитивное производство в промышленности

Каковы ограничения сегодня?

Разъединенное программное обеспечение

Несколько конвертаций

файла

Не контролируемый рабочий процесс

ПО для

проектирования

ПО для

симуляции

ПО для подготовки к

печати

Производственное

ПО

Обычное мышление

Проектиро

вание

изделия

Подготовка

производст

ва

Технология

производст

ва

Производс

твоСервис

Поддержка ПО

Интегрированная

цепочка процессов

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства:

от генеративного проектирования до 3D печати

Базовое

проектированиеПерепроекти

рование

Проверка

изделия

Проверки

аддитивной

детали

Симуляция

процесса

печати

Постобработка

и контроль

качества

Подготовка к

печати

Цифровой двойник изделия Цифровой двойник производства

NX для аддитивного производства – одно интегрированное решение

Управление данными и процессами

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства

Генеративное проектирование

Обзор:

Генеративное проектирование полностью

интегрировано в проектирование NX

Получение требований с помощью возможностей NX

и Simcenter 3D (моделирование, кинематика,

концептуальное проектирование мехатроники, ...)

Инструменты для конструктора:

Простой рабочий процесс топологической оптимизации в

среде проектирования

Оптимизированный решатель производительности

Быстрая генерация конструкторских решений

Выгоды:

Бионический дизайн, оптимизация по жесткости и

массе

Быстрое обучение – полная интеграция в NX CAD

Позволяет конструктору выполнять оптимизацию

топологии

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства

Адаптация

Обзор:

Работа с фасетными телами с использованием

функциональности «конвергентного

моделирования»

Быстрое преобразование в b-rep геометрию с

использованием возможностей «Фасетного

моделирования» в NX

Обратное проектирование, позволяющее легко

создавать поверхности свободной формы и

призматическую геометрию

Выгоды:

Экономия времени за счет непосредственной

работы с фасетной геометрией из результатов

оптимизации топологии или данных сканирования

Отличные возможности для преобразования

фасетов в грани

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства

Проверка изделия с использованием Simcenter 3D

Обзор:

Многодисциплинарная функциональная валидация

окончательного дизайна путем моделирования в NX

Nastran. Структурная механика, тепловая,

кинематическая, акустическая и т. д.

Переработка и анализ результатов в NX

Прямое подключение к другим инструментам

симуляции

Выгоды:

Позволяет выполнять интенсивную проверку

конструкции без использования физических

прототипов.

Виртуальные тесты нагрузок, которые очень трудно

реализовать

Тот же пользовательский интерфейс, что и при

моделировании и производстве

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства

Проверки аддитивной детали

Обзор:

Проверка технологичности с использованием проверок AM

Проверка углов свеса (для областей поддержек)

Проверка толщины стенок

Минимальные радиусы

Объем печати

Полностью закрытый объем

Каналы

Поддержки

Выгоды:

Исключение ошибок из-за ранней проверки

технологичности

Полная интеграция с NX CAD

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства

Подготовка к печати

Обзор:

Выбор 3D-принтера, параметров и материала

Позиционирование детали

Генерация геометрии поддержек

Использование стандартных поддержек

Или создание собственных поддержек в CAD

Определение параметров слоя и заполнения

3D-раскладка

Интегрированный процессор построения для

создания задания на печать и прямой отправки его

на принтер

Выгоды:

Нет преобразования данных - все данные в NX (.prt)

Полностью ассоциативная среда

Легкое обучение - интерфейс NX

NX – одно интегрированное решение для аддитивного производства

Симуляция процесса печати

Обзор:

• Анализ деформаций в процессе построения

• Полное термомеханическое моделирование

слой за слоем

• Предсказание деформаций, чтобы получить

годную деталь с первого раза

• Повторное использование отработанного

рабочего процесса аддитивного производства

Выгоды:

Симуляция процесса аддитивного

производства полностью интегрирована в

сквозной рабочий процесс

NX – одно интегрированное решение для аддитивного

производства

Постобработка и чистовая обработкаОбзор:

Постобработка напечатанных деталей

Удаление поддерживающих структур

Дообработка отверстий с жесткими допусками и

посадками

Повышение качества поверхности

Могут использоваться все операции NX CAM (2.5 –

5 осевые станки, роботы, …)

Полная ассоциативность

Программирование КИМ для контроля качества

Выгоды:

Полная интеграция с NX CAM – нет необходимости

в импорте/экспорте

Высокопроизводительная CAM-система с высоким

уровнем автоматизации (обработка на базе

элементов)

Возможности

• Полная интеграция возможностей

NX и печати EOS для упрощения

работы конечного пользователя

Выгоды пользователя

• Один интерфейс пользователя

• Высокая производительность

Интеграция с EOS

Печать годной детали с

первого раза

Не желательно, чтобы так выглядел изолятор брака …

Omar Fergani DF PL MFE CAM PRM

NX CADDfAM проверки

Топологическая

оптимизация

NX AMПодготовка к

печати

NX AMСимуляция

процесса

NX AMАнализ

траектории

Непрерывный

контроль

процесса

1110101000010100011010101000101010101010100101010101010101010010101010101010101010101010101010101010101001010101011010110

1110101000010100011010101000101010101010100101010101010101010010101010101010101010101010101010101010101001010101011010110

Набор решений NX для разработки более

совершенных изделий

Siemens NX поддерживает печать годной детали с первого раза

NX CAD для проверки и валидации AMОбеспечивает технологичность деталей с использованием процессов АМ

Divergent 3D

Исключение дорогостоящего повторного проектирования,

когда деталь спроектирована и признана недопустимой для

печати во время изготовления

• Проверка толщины

стенок

• Проверка углов

свеса

• Минимальные

радиусы

Конструктор идентифицирует потенциальные

проблемы производства в процессе проектирования

Все изменения могут быть сделаны на цифровом

двойнике

Опи

сани

еВ

ыго

ды

• Объем печати

• Ориентация для печати

• Печать образцов

• Области перегрева

Проблемы технологичности при внедрении АМ в

промышленную эксплуатацию

Термо-механическая история Перекрытия Локальный перегрев

Расслоение Термо-усадочные линии Микроструктура и дефекты

Расширенная симуляция

ДеформацияТемпература/

перегрев

Проверка/

компенсацияГодные детали

Перекрытия

• Предел задается автоматически

или вручную

• Пользователь получает

предупреждение о столкновении

при перекрытии и информацию о

приблизительной позиции

Расчет жесткости - усадочные линии

• Анализ жесткости слой за слоем

для определения областей

потенциальных серьезных

искажений или дефектов усадки

Моделирование процесса построения гарантирует, что

задания будут печататься правильно с первого раза

Симуляция и прогноз искажений

Перегенерация

поддержек

Расчет компенсированной

геометрии

Повторная симуляция

с компенсацией

ok

Нет

Да

Печать первой

детали годной

Подготовка к

печати

Конструкция

изделия с

поддержками

Виртуальное обнаружение

и устранение искажений,

перегрева и других

дефектов процесса

построения изменяет

подход с «попробуй и

посмотри» на

«Правильно с первой

попытки».

Коррекция искажений

NX AM

NX AM NX CAD

SimcenterNX CAD

Что такое перегрев ?

Omar Fergani DF PL MFE CAM PRM

Локальный перегрев

• Дополнительная обработка после построения

• Плохая точность построения

• Перекрытия

• Дополнительная пост-обработка

• Плохая микроструктура

• Более низкая производительность

NX AM предлагает основанную на векторах в слое

методологию для анализа файла задачи процессора

построения и его коррекции

Термическая оценка

Simcenter AM (Macro) NX AM SAMPA

Расчет жесткости / искажения

• Анализ Job-файла

• Термомеханические свойства

NX CADGeometry

compensation

NX AMBuild

preparation

Локальный перегрев

вероятность

База данных

Одна интегрированная модель данных : Teamcenter

Интеграция возможностей CAx создает уникальный рабочий процесс

для конечного пользователя

Simcenter 3D AM

Чиж Олег Васильевич

Менеджер по развитию направления «Автоматизация обработки (NX CAM)» Siemens Industry Software

115184, Россия, Москва,

Большая Татарская, 9

Тел. : +7 (495) 223 3646

Факс : +7 (495) 223 3647

Моб. : +7 916 652 8147

E-mail: Oleg.Chizh@siemens.com