3.計(jì)算機(jī)輔助制造
完全集成的CAM 軟件可幫助公司縮短設(shè)計(jì)周期,降低生產(chǎn)成本,并避免出現(xiàn)代價(jià)高昂的錯(cuò)誤,這些錯(cuò)誤通常在準(zhǔn)備切削零件時(shí)才會(huì)露出馬腳,而此時(shí)修復(fù)這些錯(cuò)誤會(huì)產(chǎn)生極高的成本,并且非常耗時(shí)。另一方面,集成CAM 軟件可使公司利用在設(shè)計(jì)階段中創(chuàng)建的實(shí)體模型直接轉(zhuǎn)向制造,從而消除了可在車間中導(dǎo)致錯(cuò)誤的任何數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題。
與MCAD 軟件完全集成的CAM 軟件共享一個(gè)公共界面,因?yàn)橥耆J(rèn)證軟件的CAM 供應(yīng)商可訪問CAD 軟件的API。通過API,CAM 開發(fā)人員可使用相同的實(shí)體建模環(huán)境,因此用戶可從他們的實(shí)體建模工具中無縫激活復(fù)雜的CAM 功能。
但用戶要謹(jǐn)慎操作。盡管有些公司可能宣稱它們的軟件與CAD系統(tǒng)完全集成,但這可能僅意味著該軟件可將原始CAD 文件讀入他們的獨(dú)立式系統(tǒng)中,從而可能限制了實(shí)體建模功能。這最終會(huì)導(dǎo)致丟失經(jīng)證明可用于制造的數(shù)據(jù)。通常在這些類型的系統(tǒng)中,必須將MCAD 數(shù)據(jù)和CAM 數(shù)據(jù)分別保存在單獨(dú)的文件中。
完全集成的CAM 無需轉(zhuǎn)換3DCAD 數(shù)據(jù);因此制造部門可使用所有數(shù)據(jù)來確定最合適的機(jī)械加工流程。當(dāng)處理來自其他MCAD系統(tǒng)的文件格式時(shí),可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入實(shí)體建模工具中并在必要時(shí)進(jìn)行修復(fù),然后生成機(jī)械加工數(shù)據(jù)。此外,CAM 數(shù)據(jù)與CAD 數(shù)據(jù)均保存在同一文件中。
由于設(shè)計(jì)更改不可避免,因此擁有完全集成的CAM 解決方案是非常重要的。在設(shè)計(jì)過程的這一階段,更改幾乎總是會(huì)對(duì)生產(chǎn)最終期限產(chǎn)生影響。當(dāng)進(jìn)行設(shè)計(jì)更改時(shí),這些程序會(huì)自動(dòng)更新CAM 文件,以反映此更改,或通知用戶需要進(jìn)行額外更改。獨(dú)立CAM 程序可提供有限的關(guān)聯(lián)性,或者在導(dǎo)入修改后的模型時(shí)需要重新開始,從而增加了出現(xiàn)錯(cuò)誤及延誤的可能性。
4.模具設(shè)計(jì)
對(duì)于進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的2D 用戶而言,遷移到3D 設(shè)計(jì)有許多極具吸引力的原因。在2D 中制作復(fù)雜3D 零件的模具需要較長的研制周期。在時(shí)間就是金錢的模具制造企業(yè)中,停留在2D 設(shè)計(jì)環(huán)境中最終將失去業(yè)務(wù)。而且,返工是企業(yè)效益的最大威脅,因此一開始就必須正確,這一點(diǎn)至關(guān)重要。
通過利用CFD 軟件分析汽車歧管,工程師可更好地了解有多少氣體流經(jīng)歧管的每個(gè)出口,從而對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行相應(yīng)地修改,以達(dá)到特定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
某些3D MCAD 系統(tǒng)提供了一些模具設(shè)計(jì)專用工具,例如拔模和底切分析以及高級(jí)拔模功能。對(duì)于復(fù)雜的模具設(shè)計(jì),諸如自動(dòng)型心和型腔特征、邊側(cè)型心和抽心機(jī)構(gòu)的生成、分型線以及縮放控制等工具均可幫助模具設(shè)計(jì)人員正確完成工作。曲面可用于幫助設(shè)計(jì)模具中的型心和型腔。
通過消除在模具設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)創(chuàng)建方法中所需的猜測(cè),附加軟件產(chǎn)品可進(jìn)一步優(yōu)化模具設(shè)計(jì)。這些應(yīng)用程序有助于工程師構(gòu)造及分析所有類型的直澆口、橫澆口和澆口系統(tǒng);自動(dòng)平衡流道系統(tǒng),以平衡多腔模和父子模中的流動(dòng);確定最佳的澆口位置以及最佳的組合或處理參數(shù);估算鎖模力、壓射體積和循環(huán)時(shí)間要求;以及進(jìn)行詳細(xì)的零件成本估計(jì)。

5.快速原型制造
盡管在當(dāng)今的3D CAD 系統(tǒng)中可創(chuàng)建美麗、逼真的渲染效果,但在設(shè)計(jì)中存在眾多無法通過數(shù)字表現(xiàn)形式準(zhǔn)確表現(xiàn)出來的無形因素。能夠?qū)⑻岢龅脑O(shè)計(jì)實(shí)際拿在手中可回答諸如以下類型的問題:各個(gè)部分如何裝配在一起?此設(shè)計(jì)將如何使用?它是否按照預(yù)計(jì)的方式工作?它是否具有恰當(dāng)?shù)耐庥^感覺?
快速原型(RP) 還有助于進(jìn)行協(xié)作,尤其是與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的非技術(shù)人員之間的協(xié)作,例如銷售和市場(chǎng)營銷人員,在設(shè)計(jì)過程的早期階段,他們的參與不可或缺。這類團(tuán)隊(duì)成員中有很多人很難發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)上的零件等軸測(cè)視圖的細(xì)微之處。此外,真實(shí)零件能夠最好地表現(xiàn)零件或產(chǎn)品的實(shí)際物理大小。
使用快速原型制造還有助于徹底避免制造錯(cuò)誤。有些問題很難在屏幕上檢測(cè)出來,但當(dāng)您檢查物理零件時(shí)會(huì)非常容易發(fā)現(xiàn)它們。實(shí)體建模系統(tǒng)能夠生成幾乎任何形狀及大小的產(chǎn)品;但這些產(chǎn)品可能無法制造或成本太高。RP 零件迫使工程師和設(shè)計(jì)人員透徹地分析制造步驟,并能夠最終做出一些可使最終零件更易于構(gòu)建且成本更低的設(shè)計(jì)更改。
Graphics Systems Corporation 的Setzer 說,對(duì)于某些行業(yè)而言,物理原型尤其重要。“對(duì)于本著人體工程學(xué)原理為宗旨設(shè)計(jì)項(xiàng)目的所有人而言,快速原型制造,有時(shí)也稱為3D 打印,是必不可少的,”Setzer 說,“無論模型在屏幕上看起來有多么逼真,您都無法知道它在某些人的眼里會(huì)有什么樣的感覺,除非構(gòu)建一個(gè)物理模型。利用當(dāng)今的3D 打印技術(shù),可在幾小時(shí)的時(shí)間內(nèi)打印出經(jīng)久耐用的ABS 塑料模型。當(dāng)在設(shè)計(jì)審核會(huì)議上傳看了此模型后,可以對(duì)此實(shí)體模型加以更改,并在3D 打印機(jī)上打印另一個(gè)物理零件。”
構(gòu)建快速原型的兩個(gè)最常用的技術(shù)為激光快速成型(SLA)和熔融沉積建模(FDM)。制造商可購買RP 設(shè)備以便在內(nèi)部使用,或者可使用眾多外部服務(wù)機(jī)構(gòu)中的一個(gè)。目前有幾種在線服務(wù),可以使工程師在幾分鐘內(nèi)在線獲得快速原型的報(bào)價(jià),并在幾天內(nèi)獲得所需的零件。工程師只需上載3D CAD 幾何體并定義項(xiàng)目的規(guī)范;服務(wù)機(jī)構(gòu)會(huì)評(píng)估了此零件幾何體、所需的材料、研制周期及數(shù)量,然后為用戶提供了生產(chǎn)此請(qǐng)求零件的報(bào)價(jià)。
盡管RP 服務(wù)機(jī)構(gòu)在不斷的發(fā)展,但3D CAD 系統(tǒng)增值經(jīng)銷商3DVision Technologies Corporation 的總裁ToddMajeski 說,該公司看到越來越多的公司購買他們自己的內(nèi)部RP 設(shè)備。“我們看到了在快速原型制造設(shè)備方面的巨大需求,尤其在消費(fèi)產(chǎn)品及醫(yī)療設(shè)計(jì)行業(yè)中,”Majeski 說,“這些公司過去一直進(jìn)行外包,但現(xiàn)在由于設(shè)備成本已下降,他們正在購買自己的設(shè)備。購置和運(yùn)行設(shè)備的成本要比使用服務(wù)機(jī)構(gòu)的成本低。”
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