以正向设计赋能附加值创造,安世亚太布局增材制造生态圈

增材制造又称3D打印,被誉为引领产业变革的颠覆性技术之一,在个性化定制、复杂部件制备等方面具有显著优势,正在对传统制造工艺流程、工厂生产加工模式及整个制造业产业链产生重要影响。

安世亚太作为我国工业企业研发信息化领域的领先企业,提出基于增材思维的先进设计和智能制造解决方案,为设计制造一体化提供可落地实施的方案,并致力于以增材思维为核心的先进设计与智能制造生态圈构建。

安世亚太科技股份有限公司张国明董事长表示,“设计制造一体化”是第四次工业革命的主题,这完全符合工业化进化的本质。而代表产品未来发展方向的高复杂度产品大规模定制生产,除了要求工艺融合的自适应制造模式,对于设计模式、设计手段也提出了与制造模式协同进化的要求。”

block 安世亚太以正向设计赋能3D打印附加值创造

增材制造不仅仅是工艺的革命,它还带来了设计的革命,是将设计想法转化为产品的途径,催生了先进设计理念,是新一轮科技革命和产业革命中将会改变人类生产方式和生活方式的重要引擎和颠覆性技术体系。这种颠覆性体现在,在制造工艺自身带来的优势以外,它实现了结构设计、高性能材料制备、复杂构件制造的一体化,并为宏观上的结构设计和微观上的材料制备带来革命性的变化

Pera_System_8来源:安世亚太

对于增材制造来说,产品成本与其复杂性的相关性不大。因此,使用3D打印技术来实现依据DFM(面向工艺限制)设计出来的产品,然而目前普遍将3D 打印应用于产品原型的制造,产品的设计并没有根据3D 打印的特点发生改变,并不能充分发挥3D打印的技术优势。在应用的更高层次,包括“零部件组合优化”、“拓扑优化工业再设计”,以及以“创成式设计”为代表的面向功能的全新设计等,可以称之为“以增材思维为核心的先进设计”,是一种正向设计体系的思维和能力

Pera_System_1来源:安世亚太

增材制造是天然的全数字化生产方式(CPS映射),建立了从产品研发、仿真、制造、检测验证到维护保障的全生命周期。从来没有一项工艺方法或产品制造方法能够如此数字化表达。伴随数字主线,增材制造的数字孪生由于实际制造的全数字化,数字模型也由此有最完善最统一的表达和迭代更新修正。

block 安世亚太推动设计制造一体化

如果把历次工业革命的历史进程放到产品产量和产品的定制化程度两个维度下来审视,作为制造业和工业化的主体,产品的制造生产走了一个螺旋上升的路径,产品制造范式的转变也同样走了一个螺旋上升的路径。从人类早期石器时代的原始减材制造,到青铜和铁器时代的原始等材制造,再到近代发端于两次工业革命开始的现代减材制造和等材制造并行发展的时期,然后再到本世纪初开始进入工业应用的增材制造时期,进而迈向以增材思维实现设计与制造融合并且增材、等材、减材、微纳、仿生等制造唇齿相依工艺融合的新时代

然而,增材制造作为一项新技术,从诞生至今不过30余年,如何跨越“裂谷”快速拓展市场和实现增长,所需要的并不只是技术升级,更需要的是基于仿真、数字孪生、人工智能等新基础设施的系统化正向设计的思维和实力,发挥增材制造技术优势需要系统的“增材思维”。

增材制造可以实现传统制造手段无法制造的设计,如复杂轻量化结构、点阵结构设计、多零件融合一体化制造,从而为中国各行业发展带来新的契机。

Pera_System_2来源:安世亚太

增材思维完全打开了设计枷锁,设计人员可以真正回归用户需求,进行面向功能的设计(DFF)或面向增材制造的设计(DFAM),按照价值、功能和能量的观点,使设计与工艺、设计与制造之间不再是因果与顺序关系而是互为激励的活系统。通过增材制造以效法自然的方式实现大型/超大型构件或结构系统、复杂/超复杂构件或结构系统、多品种小批量个性化产品的低成本创新设计和快速制造,乃至创造超常结构实现超常功能。

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区别于传统3D打印 设计→打印→后处理→测试(未达目标则进行再设计、再打印)的方式,安世亚太增材科技旗下德迪团队利用数字孪生和模拟仿真建立一套虚拟(数字化)打印系统,在高分子零件设计方案确定后,实际打印作业前,对高分子零件进行虚拟打印,记录并反馈高分子零件打印过程中工艺参数、设备状态、高分子粉末材料状态等情况,并对打印结果进行模拟仿真。实现对高分子零件打印时可能出现的错层、孔隙、致密度、残余应力、翘曲、表面光洁度等问题进行提前预判,为优化打印流程和打印结果提供可靠依据。来源:安世亚太增材科技

Pera_Mask band_4APRO控制系统是安世亚太增材科技旗下德迪团队自主研发的3D打印领域通用控制平台。全面集成了数字化制造装备所需控制/传感模块,如运动控制器、扫描控制器、微喷控制器、高级传感器组件、数字IO、模拟IO,全部模块采用单24V供电、100M以太网接口,优化电气布线及可靠性。符合增材思维与操作逻辑的设备控制软件框架,大幅压缩3D打印装备制造商的新产品研发成本与上市周期。来源:安世亚太增材科技

安世亚太科技股份有限公司张国明董事长张国明指出,按照工业门类和产品种类划分的,由专业工厂组织工业产品生产的壁垒将逐渐消失,而端到端(从客户需求端到满足客户需求端)的新模式,基于工业云,物联网,虚拟现实等技术的离散制造生产模式将成为现实。

迎接新一代智能制造的春天,安世亚太提出:

新一代智能制造技术= 基于增材思维的先进设计与制造+新一代人工智能技术 = 基于增材思维的先进设计+基于增材制造的工艺融合+基于工业互联的智能工厂 +新一代人工智能技术

block 安世亚太:构建“增材思维生态圈”平台

当前以功能导向的增材思维设计理念是目前国内所严重缺乏的,随着3D打印的发展,仿真由以前的设计验证角色也上升成为仿真驱动设计的核心角色,新的设计方法包括拓扑优化、创成式设计与仿真以及数字孪生的结合成为驱动3D打印发展的核心要素。

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安世亚太Pera.SimCloud以云服务的方式为用户提供各种仿真工具、仿真应用、专家、知识、计算、存储服务,用户按需使用CAE工具、仿真应用、计算、存储、专家、知识等资源。不需购买任何CAE工具、IT基础设施等资源,只需一台可以上网的机器即可完成仿真分析工作。来源:安世亚太

针对增材制造行业,安世亚太公司开发了工艺仿真云平台,基于增材思维的在线设计仿真云平台。工艺仿真云平台支持在同一平台进行工艺设计、工艺验证、工艺优化和工艺模拟;支持和满足个性化设计和仿真;提高工艺知识和经验的重用,提升工艺仿真软件资源使用与共享效率;优化增材制造流程,确保工艺仿真数据安全,对外提供工艺仿真服务能力。

同时工艺仿真云平台构建仿真应用数据中心,为材料、设计、工艺、制造、设备等各环节之间提供数据支持,进而支撑增材制造全产业链的协同研发。

安世亚太认为促进增材制造技术应用的根本在于以正向设计为基础的创新产品研发,基于安世亚太20余年来致力于仿真、创新、“精益研发和制造”等技术的研发和应用推广,基于安世亚太公平的合作哲学、成长性思维模式以及积极努力且忠于承诺的企业文化,通过多年知识经验转化,安世亚太提出了基于增材思维的先进设计和智能制造解决方案。

Pera_System_5来源:安世亚太

安世亚太增材科技聚焦于打造以增材思维为核心的先进设计与智能制造产业链,以全球视野和格局进行资源整合、技术转化和生态构建,构建独特的“增材思维生态圈”,带动先进设计与智能制造的产业变革,助力中国制造业智能化转型。

Pera_System_6来源:德勤

基于正向设计的数字制造,让产品生命周期(PLM)的各个环节相互成就,为制造业的附加值创造插上腾飞的翅膀,安世亚太所构建的“增材思维生态圈”平台将在以下维度助力增材制造产业发展:

正向设计:增材制造将可以实现传统制造无法实现的产品,而且产品成本与其复杂性和制造批量几乎无关。因此将极大地促进产品研发和创新设计,并带来供应链整合、分布式生产制造模式、现场维护保障等产业全链条的变革,带动整体制造业水平的提升。

全数字化智能制造:增材制造是工业化与信息化的完美融合。其天然的全数字化生产方式,囊括了产品从研发、仿真、制造、检测验证到维护保障的全生命周期。从来没有一项工艺方法或产品制造方法能够如此全数字化表达,全过程的“数字孪生”将为装备运营维保、产品迭代升级和快速上市带来巨大价值。

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增材思维:由于增材制造以上特性,其应用不仅仅是用新技术实现老产品,而需要对其基于深刻理解之下的系统思考和创新。从孤立的设备、材料、软件等技术要素到能够整合为企业经营所需要的核心竞争力,从设计、制造、管理等各方面进行整合,促进增材思维人才的培养。

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