作為一名精益求精的工程師或產(chǎn)品設計人員，你有沒有想過，在真實世界當中，工件的修改也可以像在圖紙和電腦上一樣隨意，靈感迸發(fā)，完善細節(jié)，而不需要漫長的重構(gòu)等待呢？其實在你想到之前，西門子已經(jīng)幫你做到了。
在講述西門子的秘密之前，我們先來看看增材制造系統(tǒng)。增材制造其實就是我們已經(jīng)耳熟能詳?shù)?D打印，那為什么3D打印叫“增材”呢？
增材與減材
我們平日定制服裝，一般先買來一塊符合自己要求的布料，然后交給裁縫師傅根據(jù)自己身材特點，進行剪裁。布料多余的部分被裁剪掉，服裝加工的過程對于布料來說相當于在做減法，而我們傳統(tǒng)的金屬加工工藝和服裝裁剪的原理其實大致相同，都是對原料做減材加工，一塊金屬料最后被切割成各種形狀，成為現(xiàn)實中可用的工件。
工業(yè)上所用的車床、磨床、鏜床、銑床等設備也都是基于這樣的減法原理，走刀路徑講求精度，如果出現(xiàn)切割失誤，整塊原料無論多貴都會廢掉，可謂開弓沒有回頭箭。
增材制造工藝則相反，它做的是制造中的加法，3D打印機的原料是金屬或塑料粉末，加工過程中完全從無到有，塑料一般采用光固化（SLA）成型，金屬加工通過選擇性光燒結(jié)（SLS）也就是粉末床熔融工藝將原料層層燒結(jié)在一起，成為我們所需要的形貌。
增材制造技術上的優(yōu)勢
在設計上，可以完全發(fā)揮設計者想象力，設計超復雜類工件，而不需要去考慮機床刀軌執(zhí)行的限制，工件一體成型，不需要后續(xù)拼裝、焊接，壽命有了顯著提高。輕易創(chuàng)建內(nèi)部格柵用以替代實心內(nèi)部結(jié)構(gòu)，特別適合醫(yī)療類應用場合。
構(gòu)建復雜的隨行水路
傳統(tǒng)金屬加工，內(nèi)部一般都是實心結(jié)構(gòu)
成本上，傳統(tǒng)加工成本與批量的大小相對應。小批量、復雜類加工成本昂貴，但增材制造的成本幾乎每件產(chǎn)品完全一致。98%的未被燒結(jié)的粉末可以再被回收利用，相對傳統(tǒng)減材制造，廢料極少，對于環(huán)境也更友好。
但是由于工藝基于激光燒結(jié)成型，燒結(jié)后工件需要等待冷卻，工件的表面難以避免的出現(xiàn)黑色氧化層，看起來很像經(jīng)過了淬火工藝的洗禮，光潔度沒法直接達到技術要求，細節(jié)精度方面也會有一定誤差，后續(xù)必須進行表面處理和精加工。
西門子方案的"增"與"減"
OK，現(xiàn)在是時候該揭開西門子的秘密了。
其實這個秘密就在于——混合式加工。
作為傳統(tǒng)減材制造系統(tǒng)的領導者，西門子在增材制造時代也進一步擴大了自己的優(yōu)勢。并且考慮到了現(xiàn)有增材制造領域的一些限制，推出增+減混合加工方案，這樣的加工方式可以縮小生產(chǎn)用零件的公差范圍，不用更換加工設備，也無需與另一個夾具對齊。一臺設備就能完成工件從無到有的整個加工過程。
在整套系統(tǒng)中，由西門子NX CAD負責增材制造設計方面的支持和優(yōu)化，用戶可以在NX中設計復雜拓補結(jié)構(gòu)和內(nèi)部幾何圖形的輕量結(jié)構(gòu)，結(jié)合Simcenter 3D 強大工具，在設計成型后，能夠利用它對所設計的工件進行結(jié)構(gòu)和熱分析?？梢栽谥圃靾?zhí)行前找出構(gòu)造上的缺陷，提高結(jié)構(gòu)強度。
Siemens PLM Software為增材制造開發(fā)了一個端到端設計，涵蓋從概念、設計、制造到車間操作及自動化的所有過程，并在CAD文檔中嵌入了安全的“數(shù)字權利”機制。用Teamcenter來管理和訪問打印機文檔，將 Teamcenter作為所有設計和過程數(shù)據(jù)的核心協(xié)同知識庫，所有產(chǎn)品以及過程知識的唯一來源。
實際制造過程中，西門子Siemens NX系統(tǒng)負責前期設計，DMG MORI負責生產(chǎn)執(zhí)行，增材加工后，再進行由Siemens 840D sl 控制的CNC加工逐步將工件修繕為成型部件。
改變企業(yè)的運作方式
當然，誰又能保證設計上的百分之百的滿意呢？一個優(yōu)秀工件可能面臨無數(shù)次的修改，傳統(tǒng)加工中不滿意的工件被扔掉，然后重新制作等待。
現(xiàn)在技術彌補了設計的不足，制造過程中，通過西門子NX Hybird Manufacturing，增材與減材之間完美配合切換，NX CAM可以對添加的料和切掉的料進行驗證，設計者可以在工件的實物上不停的打磨，直到出現(xiàn)心中最完美的產(chǎn)品，這樣研發(fā)人員無疑獲得了至少5倍多的開發(fā)時間，產(chǎn)品上市的周期也被大幅縮短。
借助這樣的創(chuàng)新技術，增材制造應用領域會不斷被拓寬，同時企業(yè)的商業(yè)模式和運營方式也將伴隨發(fā)生轉(zhuǎn)變。
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