达索公司推出3DEXPERIENCE虚拟平台，驱动增材制造产业化的“最后一公里”

2022年8月2日，南极熊获悉，达索系统执行副总裁Olivier Ribet就增材制造在数字化工业工作流程的可持续性和效率方面的作用进行了讨论，并对其发布的3DEXPERIENCE增材制造虚拟平台功能进行了详细阐述。

毫无疑问，增材制造技术为整个价值链带来了灵活性。达索（Dassault）系统所推出的3DEXPERIENCE增材制造平台使工程师能够根据空间分配、载荷、约束和制造工艺来设计和模拟高度优化的零件，同时也考虑到多材料要求（聚合物、金属和工程材料）和专门的3D打印机生产这些优化零件。航空航天公司通过推进整个企业的团队在整个产品开发过程中的协作能力串联，从而获得增材制造所能提供的全部价值。在英国最近举办的FIA2022展会上，航空航天业表明，它正在从最近的供应链挑战中恢复过来，并受到日益迫切的可持续生产需求的驱动。许多公司以此为契机，彻底审查他们的制造工作流程。

达索系统欧洲、中东和非洲地区执行副总裁Olivier Ribet说："在中国、日本、韩国、德国、西班牙，政府开始审查他们的生产模式，对生产工艺和方法做出改变。监管模式也将改变，这意味着增材制造将成为一项工业化生产的需求。因此，我们在流程层面上优化增材制造技术，以确保在你建造的东西和你建造的方式之间存在着联系。作为一家技术公司，我们不仅要考虑今天，而且要考虑一年、两年、五年甚至十年后如何使用增材制造。当我们看到行业的发展方式时，我们处于独特的地位，因为我们为分成69个细分行业的11个行业提供服务。我们不考虑航空航天、运输行业的增材制造需求，而是针对于我们的69个细分市场提供增材制造服务。"

可持续发展推动变革

有鉴于此，可持续性已成为整个制造业的核心价值。就其本质而言，增材制造有可能更具有可持续性：逐层制造所使用的材料明显少于传统的成型法或减材法。最后，增材制造可以被设置为在任何地方生产。这简化了供应链，降低了成本，并通过降低运输排放减少了对环境的影响。

Ribet先生指出，这种方法可以解决各种不同领域的公司的需求。事实上，达索系统在增材制造领域的首批投资之一是Biomodex，这是一家医疗设备和材料公司，他们利用增材制造技术重新制作精确的脑动脉瘤模型。脑外科医生在进行实际手术之前，会使用该3D模型来练习操作动脉瘤的程序。

Ribet先生解释说："这是我们的增材制造战略的一个完美例子：你首先通过从多个设备获取数据来创建虚拟3D模型。该模型是以完美的精确方式重建的，不是在毫米级，甚至不是在纳米级，而是几乎在分子级。3DEXPERIENCE采取了这种跨越多个环节的方法。它从一个非常精确的三维重建开始，然后研究如何理想地与硬件和设备互动，确保所有这些都能在生产工作流程中得到适当的整合。这就是达索系统公司对待工业制造领域许多重要客户的方式。他们开发他们的机器，他们开发用于3D打印的粉末、流体或塑料，用我们的技术。如果你不能极其精确地控制材料的物理、功能和逻辑行为，那么你的虚拟表现和最终部件之间总会有差异。在3D打印中，你可以使用相同的机器和相同的材料，但由于零件的几何形状不同或温度不同，它的表现也会不同。因此，了解材料的确切行为变得极为重要。考虑到所有这些，像通用电气、劳斯莱斯、空中客车、波音和赛峰集团这样的航空航天领导者与达索系统密切合作，在制造层面上定义新工艺和新方法。目前正在进行一项重大转型，以提高飞行的可持续性。他们认为这是一种完全重新思考他们在过去15-20年里一直在实施的一些工业流程的方式。他们开始融合越来越多的增材制造方法，因为减法是昂贵的、痛苦的、不可持续的。"

如果说许多公司在探索增材制造时只是作为一种提高生产力、提高效率和降低成本的方式，那么现在他们正在寻求将其作为重大可持续发展议程的一部分来实施，他们需要证明他们的生产方式比过去更环保。

增材制造驱动制造业发展的最后一英里

达索系统创建3DEXPERIENCE市场的最初目的，是作为一种无缝的方式来制造零件并与全球领先的数字制造商合作。公司用它来确定基于项目和零件规格的最佳合作伙伴。这包括保持零件开发和生产的可追溯性，这对认证至关重要。公司可以通过利用协作、几何合规性和工业标准来简化协作过程。然而，对于那些现在希望越来越多地将其生产线内部化的公司来说，这并不总是足够的。这些公司需要能够迅速调整他们的工作流程以适应快速变化的要求。

这是一个重大的、持续的变化，现在反映在 3DEXPERIENCE 和达索系统的相关云产品套件中。CATIA 软件会观察产品的设计方式，并可以根据几何形状、零件尺寸或批量大小指出哪些增材工艺能够制造它。通过重新定义整个流程，可以显着提高生产力。3DEXPERIENCE 优化了制造和工程之间的反馈循环，这种方法使像空中客车这样的公司能够以前所未有的水平提高生产力。Ribet 指出，赛峰集团、雷诺或捷豹路虎等客户可能需要走得更远，进入现场服务领域。

Ribet说："我们有一些客户已经开始与我们合作了一年半多一点，他们不再销售产品。他们销售的是一种产品的使用小时数，从航空航天和国防或汽车迅速转向工业设备。我们在德国有一个客户，活跃在大型工厂的自动化生产线建设领域，他们来找我们，因为改造一条生产线需要花费太多时间。因此，他们转而采用模块化结构。他们创建了材料清单和生产线的虚拟双胞胎，但他们意识到，他们无法对每一个方面进行编程。随后他们认识到，一些定制模块必须按需生产，并由增材制造驱动。"

在达索系统的设想中，这就是制造业的未来：在客户所在地进行最后一英里、增材制造驱动的生产线定制。当一条新的生产线交付时，客户会收到实物资产、技术文件和数字孪生，包括允许使用增材制造工艺创建单个模块的系统孪生。

DELMIA使企业能够通过虚拟孪生体验（Virtual Twin Experience）实现这些目标

3DEXPERIENCE包括三个核心技术，这些技术是针对这种情况实例化而开发的。DELMIA是用于制造过程自动化、工作流程和改造。ENOVIA是PLM的骨干，用于管理材料清单、结构和成本。CATIA Magic是一个基于模型的系统工程平台，将所有这些作为一个或多个系统进行协调。这是基于RFLP，即 "需求、功能、逻辑和物理学 "的意思。这四个元素被用来描述系统的任何部分。

Ribet说："一旦你有了这个模型，只要你愿意，你就可以虚拟地运行它。你可以做一些改变，看看它将是什么样子。而美妙之处在于，你也可以模拟制造过程，包括机器人、传送带或3D打印机。只需拖放物品，就可以看到生产线的产量、速度和能源消耗。

将增材制造转向产业化

就在几年前，像达索系统这样的公司不得不推动他们的客户采用增材制造，现在Ribet指出，市场的拉动作用要大得多，航空业推动了终端零件的需求，所有细分市场都在关注增材制造的工具需求，其中医疗设备走在了前列。对于从事重要部件制作的公司来说，这种趋势更加明显，他们不仅需要对产品进行保密，还需要对整个制造过程进行保密。

Ribet先生说："唯一的办法是向合作伙伴、向外部公司说明他们所需要的只是一个高层次的描述，然后对其进行不断调整，创造有价值的内部知识。这些公司使用3DEXPERIENCE平台作为他们工作的核心。我们甚至不知道他们用我们的软件做什么的细节，但我可以告诉你，他们给我们的要求是相当技术性的。"

Ribet指出，功能原型在开发过程的早期进行物理验证是增材制造的一个关键的短期机会，还有最后一英里的工具定制、售后支持和维修。今天，模具是相关的，因为许多工业流程需要随着新的法规而改变。从航空航天到能源生产，普遍需要重新启动。Ribet以Vertical Aerospace为例，这是一家英国初创公司在，FIA2022上展出了其六座的eVTOL机型。他们两年前开始与Dassault合作，当时还是一张白纸，不到两年后，他们就有了一个模型，并将很快获得飞行认证。他们还收到了来自日本航空、美国航空、阿瓦隆、波音的近40亿欧元的大规模订单。在两年内，他们必须掌握许多制造工艺和材料科学，他们说，如果没有像3DEXPERIENCE平台所提供的建模和仿真方法，这将是不可能的。他们用它进行了大量的虚拟测试，但他们也想测试一些特定的变体和配置，这也是他们真正想用3D打印来做的原因。

另一个关键领域是核能发电。今天，法国近一半的核电站（欧洲最大的核能来源）已经关闭，因为从工程角度来看，这些核电站是在60年代想象出来的，它们在70年代末或80年代投入了生产。它们应该被关闭还是被改造？Ribet说：“许多替换零件已经不存在了，或者它们不再被核安全当局认证。有些可能需要更换数以千计的夹具，而这些夹具没有人能够制造。当你有一些用于战略产品的关键部件，这些部件的成本高达数十亿欧元，而这些部件不能再制造了，除了增材制造，没有其他选择。那些不再生产的简单部件将有很大的市场，需要进行反向工程和打印，这正是我们（达索系统）收购Diota的原因。”

在这之前，Ribet指出，增材制造仍然需要克服一些限制。其中之一是速度和生产力，但Dassault确信这些将被克服。Ribet补充表示，一个更紧迫的问题是，你如何确保正在打印的东西的可追溯性？这在关键的、高度管制的领域是很重要的。在传统制造业中，这比较容易，你只需要物理实施安全，但在数字工作流程中，你怎么知道黑客没有篡改打印过程中的行为？你如何确保从机器里出来的东西和它应该有的完全一样？当你看到它出来的时候，你无法知道它是否被破坏了，特别是对于典型的增材制造零件的复杂晶格结构。网络安全将成为增材制造的一个主要话题，因为它正朝着最终零件生产的方向发展。