使用 CAD/CAM 软件进行制造的永恒问题是如何帮助制造商始终更快、更便宜、更好地制造零件。随着最新一批 CAD/CAM 软件的发布，开发人员继续通过添加新的功能来调整他们的产品，包括生成设计功能、常用车间流程的更多自动化，以及用于增材制造新兴领域的更多工具。
程序员使用 NX CAD/CAM 设计软件中的仿真来帮助验证加工过程的 CAM 设置。 （由 Siemens Digital Industries Software 提供）此外，仿真变得越来越重要，高度复杂的多轴机械需要精确计算机床元件以避免加工过程中的灾难性碰撞，ma非常需要 CAD/CAM 提供内置可视化功能。
在这些最新趋势中，衍生式设计和增材制造正迅速走上前沿。 “我们继续看到增材制造、新材料处理能力以及提高机器容量和性能的更多应用，”总部位于德克萨斯州普莱诺的 Siemens Digital Industries Software 的 NX 产品工程高级营销总监 Paul Brown 指出。 “这反过来又增加了对 CAD 技术的需求，使工程师能够探索新的设计并接受新制造方法提供的功能和灵活性。”
公司仍在寻求通过制造周期简化他们的设计。 Brown 指出，人们对可制造性设计 (DFM) 等领域持续感兴趣，通过检查来增强对制造和构建设计产品能力的信心。
采用生成方法
世代ve design 帮助制造商加快并改进了设计过程。这意味着以更高效的方式设计零件并开发更易于制造的零件。
“随着制造商比以往任何时候都面临更大的压力，需要以更快的速度和更低的成本交付更好的产品，因此需要连接和自动化设计减少迭代、错误和交付时间的制造流程变得至关重要。 /CAM 软件。
“行业融合和新制造技术的结合正在创造新的自动化机会，”Thakore 在《制造工程》9 月刊上发表的一篇采访中说。 “使用生成设计技术作为 fe在 Autodesk Fusion 360 中创建。”
衍生式设计是一种探索工具，可根据现实世界的制造约束、产品性能需求和成本要求同时生成多个 CAD 就绪解决方案。 “工程师可以通过考虑多种材料和制造方法来探索设计空间，并选择最能平衡性能和成本要求的选项，”他说。
WHILL 轮椅设计的生成部件显示在 Fusion 360 制造软件中，包括增材刀具路径的模拟。 （由 Autodesk 提供）西门子的 Brown 指出，一些公司开始使用生成方法来解决设计问题。 “这让他们有更多机会探索替代形状和解决问题的材料。”挑战在于如何将其集成到传统流程中。 Brown 说：“借助 Convergent Modeling，我们拥有的技术允许人们将模拟和优化结果的生成设计用作核心建模几何体——将其与传统建模和制造技术相结合。”
这增材制造的使用进一步推动了这一趋势，增材制造允许使用传统制造技术（例如格子结构）无法创建的形状和方法。这些显着减轻了部件重量，但保持了刚度和其他因素的机械性能。
“拥有集成的 CNC 编程功能对于生产成品零件至关重要，这可以实现增材制造的工业化，”Brown 说。 “这些类型的集成技术的使用正逐渐从最初的原型扩展到大规模生产——也就是说西门子关注的领域。”他说，该公司正在研究如何在工业规模上实现 AM，从工作规模 1 到 1,000。
Open Mind Technologies USA Inc 董事总经理 Alan Levine 指出，生成式设计技术可产生高度有机的形状., Needham, Mass.，hyperMILL CAD/CAM 软件开发商。 “这些形状可以用传统的铣削技术或添加剂技术制造，”他说。 “在使用增材技术时，铣削通常用作辅助工艺，以实现所需的表面光洁度质量。”
机加工零件的出色表面光洁度需要在 CAM 系统中进行精确设置，高质量Levine 表示，刀柄和精密机床。 “大多数 CAM 系统通常在模型表面拓扑之上使用近似网格。这种方法的优点是无论 CAD 系统或 CAD 转换器如何定义表面实体，都有一个统一的计算过程关系，”莱文说。 Open Mind 最近添加了一个高精度模型，可以直接加工到零件表面，从而提高表面质量。
增材制造模块是一个选项在 hyperMILL CAM 软件中。 （由 Open Mind Technologies USA 提供）增材的快速增长
用于增材应用的新技术正在迅速发展，尤其是用于定向能（粉末或线材）沉积的 CAM 系统中的技术，Levine 补充说. “一些 CAM 供应商已经通过新的增材策略或应用于粉末床系统的改进技术来应对这一市场潜力，”Levine 说。 “使用后者，刀具路径策略就会受到某种限制。 Open Mind 开发了一种附加编程过程，几乎所有的 milling 刀具路径适用于增材制造，并包括该市场所需的额外技术。这使用户可以自由地创建编程过程，包括 2D 和 3D 刀具路径策略，以及需要时的五轴控制。”
增材制造和混合制造（在同一台机器上增材制造和减材制造） ) 越来越受欢迎。为什么？大多数金属增材工艺不会留下合适的表面光洁度。混合解决方案可以在生产添加剂部分的同一台机器和设置上进行铣削加工。
“这些机器对最终用户很有趣。 Open Mind 积极参与基于定向能沉积开发的增材制造工艺，”Levine 说。他补充说，使用包括与机器合作伙伴、大学和研究活动的演示，以及一些使用增材和金属混合加工的早期采用者工业最终用户。
“增材制造图灵趋势正在引领我们走向混合 CAM 系统，”ESPRIT CAM 软件开发商 DP Technology Corp.（加利福尼亚州卡马里奥）执行副总裁 Chuck Mathews 说。 “例如，用于直接能量沉积的 ESPRIT 添加剂可在全光谱 ESPRIT CAM 系统中使用，在一个集成解决方案中为增材和减材工艺提供编程、优化和模拟。”
凭借许多“CAD for CAM”功能，Mastercam 使零件设计人员可以轻松进行零件设计，然后快速生产，而不会出现任何问题。 （由 CNC Software 提供）Mathews 说 ESPRIT 的 Additive App 为多任务、多功能、多通道、铣车、增材和减材机床提供编程。加法和减法过程是prog
几乎所有 CAD/CAM 产品都采用增材制造技术，因为增材制造为用户提供了传统减材方法所没有的设计自由度。
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“这些新技术开辟了创造过去无法完成的零件的创新方式，”位于康涅狄格州托兰的 Mastercam 开发商 CNC Software Inc. 高级市场分析师 Ben Mund 说。软件。 Mund 说：“通过将减材制造过程中获得的高精度表面与增材技术相结合，您可以充分利用这两种工艺。”
CAD/CAM 软件需要使工程师能够控制增材工艺和减材工艺一样多，使用类似的工具。 Mund 表示要寻找支撑材料、分级材料定义等功能，以及 3D 嵌套和优化零件方向等技术，让软件用户控制制造过程的各个方面。
“增材制造是我们在 3D Systems 的传统的一部分，我们在行业中看到了许多并行和集成的增材制造和减材制造”南卡罗来纳州罗克希尔增材机械制造商 3D Systems Inc. 的 GibbsCAM 产品经理 Daniel Remenak 指出。这些技术。我们的 3DXpert 产品主要致力于增材工作流程，利用我们在支持和晶格生成方面的全公司 CAD 经验，以及我们在高级切片引擎和打印后加工方面的减材加工专业知识。”
Remenak 说，GibbsCAM团队一直与 CNC 机床供应商和研究人员合作开发用于编程混合减法和沉积的专用技术
快速生产策略
机械加工的“面包和黄油”可能在于为需要快速生产的车间用户自动化常用功能，准确的结果，以便始终按时大批量生产高质量的零件。这些目标的关键是 CAD 内模拟，它通过确保零件程序正常运行、零代价高昂的碰撞以及更普通的 CAD 工具领域（被称为“CAD for CAM”）为用户提供坚果和-快速制造零件所需的螺栓选项。
模拟显示了最新 GibbsCAM 13 软件中的偏心车削操作。 （由 3D Systems 提供）“我们每个 CAD 功能的主要焦点是nd 增强基于‘CAD for CAM’的理念，这意味着让零件为制造做好准备，”CNC Software 的 Mund 说。 “这是我们的首要目标。无论用户是在 Mastercam 中从头开始创建复杂零件，还是需要分析和修复在另一个 CAD 系统中生成的零件的问题区域，我们的线框、曲面和实体工具套件都可让一切准备就绪
Mund 说有几个因素会影响 CAD/CAM 设计，但大多数都涉及创新、降低成本、加快上市时间和提高效率。 “我们一直在倾听客户对他们正在使用的零件以及他们可能遇到的问题的需求，以开发新工具，使 Mastercam CAD 工具套件中的更多功能成为可能，”Mund 说。 “用户可以更快地创建新部件或对导入的部件进行编辑以支持制造过程中，它可以更快地编程并在机器上进行切割。
加快上市时间是关键，他补充说。 “可以使用我们的 CAD 工具在 Mastercam 内部进行许多调整，从而节省将其发送回原始 CAD 系统的时间和费用。在这种情况下，我们允许 CAM 程序员进行支持加工过程的更改，无论是设计夹具、构建临时过程中的几何图形，还是修复原始 CAD 文件中的问题。
“效率意味着使用我们所有的工具都是为了让零件为机器做好准备——线框、曲面和实体都为了这个目的而协同工作，”Mund 继续说道。最后，连通性很重要。 “在 CAD 世界中，这可能意味着从支持 IGES 和 STEP 等行业标准格式以及 SAT、DXF、DWG、X_T 等常见专有格式的每个 CAD 建模器中读取零件，”
他还认为这意味着t Mastercam 零件文件中的 CAD 模型与 CAM 信息关联；更改模型和刀具路径是已知的并且可以轻松更新，而无需从头开始。
ESPRIT CAM 软件为用户提供每个图像的数字孪生视图CNC，包括工厂开发的后处理器，旨在输出加工优化、免编辑的 G 代码。 （由 DP Technology 提供）其他供应商针对传统 CAM 用户采用类似的 CAD 方法。 “Open Mind 将其 hyperCAD-S 基础（在 hyperMILL 中）设计为一个 CAD-for-CAM 模块。流行的 CAD 系统并不总能为 CAM 用户提供最佳的用户体验，”Levine 说。 “hyperCAD-S 的重点是简化驱动 CAM 系统所需的功能。一些示例是边界选择、面扩展、d 过滤器选择，如共面和同轴，以及其他功能，以在需要时修复和重新装配表面。”
Open Mind 然后进一步为 CAM 用户提供预定义的 CAD 实用程序序列他补充说，在 CAM 策略中，无需进行基础选择。
“例如，在模具行业，锋利的边缘对于匹配型芯和型腔几何形状以避免飞边至关重要在成型过程中，”莱文说。 “为了获得干净的边缘并避免刀具在边缘上滚动，延伸这些表面并引导刀具正确地进出零件是有益的。”
hyperMILL Z 级形状精加工模块包括一个自动切线扩展来为用户简化这个过程。其结果是加工表面和边缘，而无需在 CAM 编程过程中进行繁琐的选择和额外步骤。
对于复杂的多轴加工，仿真是强制性的，并且在 CAD 中进行仿真与市场上一些更昂贵的第三方模拟相比，s 已经变得流行。 GibbsCAM 的 Remenak 说：“我们继续看到复杂多任务机器的强劲趋势以及对机器模拟的使用和依赖的增加。” “机械车间专注于采购能够提供最佳编程效率、最高机器生产率和最强大验证工具以及经过验证、可靠的后处理器的软件。”
后处理 Nixes Detours
如果没有良好的后处理，或者没有与其他制造软件解决方案协同工作的完整 CAD/CAM，用户最终可能会走上无法预料的弯路。 DP Technology 的 Mathews 说：“在我们看来，CAM 系统‘好’的原因在于其后处理器的质量和供应商的技术支持。” “当编程问题得到快速准确的回答并且系统生成好的代码时，程序简化了加工过程，提高了机器利用率，同时缩短了设置时间和周期时间。”
DP Technology 致力于提供最好的后处理和技术支持，他争辩说，并补充说“ESPRIT 战略是与机床制造商密切合作，为每个 CNC 构建一个数字孪生体，其中包括工厂开发的后处理器，旨在输出经过加工优化、无需编辑的 G 代码，”Mathews 说。 DP Technology 通过专门的 ESPRIT 应用工程师团队为其北美客户提供工厂直接培训和技术支持，从而为 ESPRIT 提供支持。
一站式购物
完整的包装可以吸引寻求一站式购买 CAD/CAM 的用户，将 CAD/CAM 与检测和计量相结合，或与 PLM、ERP 和 MES 解决方案相结合。
“我们从客户和新的前景是他们需要我们提供完整的制造解决方案，而不是只是 CAD/CAM 软件，”Nick Spurrett 说，他是美国罗得岛北金斯敦 Hexagon Manufacturing Intelligence 的生产软件区域总监。工具验证。随着 NCSIMUL 和 WORKPLAN 的加入，Hexagon Production Software 正在调整我们的业务以应对这些最新趋势。”
新的 EdgeCAM 2020.0 软件引入了五轴倾斜控制策略，结合圆桶刀，实现快速五轴加工。 （由 Hexagon Manufacturing Intelligence 提供）Hexagon Manufacturing Intelligence 最近展示了构成 Producti 的数字生产解决方案的演示on Software portfolio，其中包括几年前被 Hexagon 收购的 Vero Software 的几个 CAD/CAM 产品，加上 NCSIMUL，一个高端模拟和验证包，以及 Hexagon 的传统检测解决方案。
“我们继续开发我们所有的制造产品，包括更快的刀具路径创建和在整个产品集中提供波形策略，”新合并的产品线的 Spurrett 说。 “我们还通过引入适用于任何工具形状的五轴加工来提供 Advanced Toolform 技术。”他指出，它允许在零件表面上计算五轴工具形状，例如桶形、椭圆形、抛物线形或任何给定形状，包括负偏移（公差）。
“制造设计是我们在过去 12 个月推出的关键解决方案之一，”Spurrett 补充道。 “我们为 CAM 提供 CAD，或为 Machine Sho 提供 CADps，适用于希望利用他们收到的 CAD 数据的公司的解决方案，或者希望在机械车间或 CNC 程序员可以利用的 CAD 环境中工作的公司，因为它提供了他们专门进行制造所需的功能类型。使用直接建模允许用户根据自己的需要推拉模型的各个部分来直接修改几何体。”
