面臨的挑戰(zhàn)：

來自海克斯康的解決方案：

a) 增材制造工藝仿真軟件
本軟件專門用于模擬金屬材料鋪粉增材制造過程。涵蓋了增材制造工藝鏈的核心部分：增材制造（堆積成型）；熱處理/應(yīng)力釋放工藝/熱等靜壓(HIP)工藝（機械影響）；支撐結(jié)構(gòu)和基板的切割及拆除。
它不僅可以虛擬再現(xiàn)增材制造過程，預(yù)測增材制造過程中以及結(jié)束后結(jié)構(gòu)的變形和最終形狀、殘余應(yīng)力，還可以輔助進行增材制造工藝參數(shù)（堆積方向、支撐結(jié)構(gòu)、切割方向、材料、掃描速度、熱源參數(shù)等）的設(shè)計和優(yōu)化。
針對實際部件可以設(shè)置在不同的方向（打印方向z和打印平面內(nèi)x、y方向分別）采用不同的網(wǎng)格尺寸進行更高效的網(wǎng)格模型的創(chuàng)建和更精準(zhǔn)的分析計算。

計算完工后部件的變形并減少/避免變形、最大限度地降低殘余應(yīng)力、優(yōu)化堆積方向、優(yōu)化支撐結(jié)構(gòu)、考察熱處理、基板和支撐結(jié)構(gòu)切除之后部件的狀態(tài)等，從而幫助用戶一次就成功生產(chǎn)出增材制造部件.
進行熱處理過程模擬，可以獲得熱處理前、后應(yīng)力水平逐漸消除的結(jié)果。

其后處理可以使用變形圖、云圖，數(shù)值表達，切平面，動畫、矢量圖等方式顯示結(jié)果。結(jié)果類型包括：溫度、變形、殘余應(yīng)力、熱影響區(qū)、接觸區(qū)域、峰值溫度、相對密度等的結(jié)果。可以同時開啟多個結(jié)果顯示窗口，方便進行不同工藝方案（對應(yīng)不同的仿真分析模型和各自的分析結(jié)果）對應(yīng)的仿真結(jié)果的對比以及同一仿真分析模型中不同階段的分析結(jié)果的對比查看。不僅如此，還支持進行仿真結(jié)果與試驗結(jié)果的直接對比，通過導(dǎo)入原始設(shè)計結(jié)構(gòu)或?qū)嶋H打印后的結(jié)構(gòu)的CAD模型，可以進行與仿真分析模型和結(jié)果（變形量、最終形狀）的疊加對比，還可以方便的指定局部坐標(biāo)系進行仿真結(jié)果的轉(zhuǎn)換和與參考結(jié)構(gòu)的疊加對比。例如察看打印出的結(jié)構(gòu)與參考結(jié)構(gòu)相比表面的偏移情況，如下圖：
進行成型形狀和參考結(jié)構(gòu)疊加對比—表面偏移：
best-fit功能，可以將仿真結(jié)果和參考結(jié)構(gòu)（初始形狀或掃描實際打印后結(jié)構(gòu)）進行自動疊加（自動定位到確保兩者的整體差距最小的位置），并顯示兩者間的形狀差異。
采用best fit進行成型形狀和參考結(jié)構(gòu)自動疊加和表面偏移情況對比：
在打印和制造過程中，部件的變形和開裂問題是用戶無法發(fā)揮出增材制造工藝全部優(yōu)勢的主要障礙。在反復(fù)的試錯和摸索過程中浪費了大量的非生產(chǎn)性的時間及成本。提供多種不同的求解方法供客戶選擇：
1. 采用宏觀尺度的方法，基于層積模型，通過輸入準(zhǔn)確校驗的固有應(yīng)變后進行結(jié)構(gòu)場計算，因此能夠在產(chǎn)品的實際打印之前，預(yù)測整個打印、熱處理、切割及HIP后變形情況和可能發(fā)生開裂的部位。通過虛擬驗證，在數(shù)分鐘內(nèi)給出成型過程的仿真結(jié)果，對變形和應(yīng)力分布情況進行準(zhǔn)確的預(yù)測，從而幫助設(shè)計人員改進工藝設(shè)計方案，實現(xiàn)一次成功打印的目的，大幅節(jié)省成本。
2. 采用細觀尺度算法，允許用戶直接輸入實際打印或設(shè)計的工藝參數(shù)（激光功率、掃描速度、光斑直徑、掃描模式、粉層厚度、材料牌號、基板預(yù)熱、基板固定方式和卸載順序等）和打印策略進行熱-結(jié)構(gòu)耦合場的仿真計算，對變形、溫度和應(yīng)力分布情況進行準(zhǔn)確的預(yù)測。從而幫助沒有增材制造設(shè)備的用戶或不方便進行試樣打印完成固有應(yīng)變校驗的用戶進行相關(guān)工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計和工藝方案的快速驗證。
3. 采用微觀尺度方法，可以幫助研究人員研究和考察不同的工藝參數(shù)(掃描順序/掃描路徑等)以及微觀結(jié)構(gòu)計算(相變/晶粒生長/再結(jié)晶過程)。
該軟件側(cè)重于粉床熔融工藝仿真分析，其中包括選擇性激光熔融（SLM）、直接金屬激光燒結(jié)（DMLS）、LaserCUSING?、等效模擬EBM（考慮真空環(huán)境和基板預(yù)熱）、多種金屬粉末床熔融（PBF）等。它可以將各個階段（堆積成型、熱處理、基板切除、支撐移除、熱等靜壓）仿真分析的模型及結(jié)果以多種格式(UNV、ARC、SPR)導(dǎo)出，通過ARC和/或SPR格式將變形后的網(wǎng)格和結(jié)果導(dǎo)出后可以與其它產(chǎn)品線進行工藝鏈仿真，通過UNV格式將變形后的網(wǎng)格和結(jié)果（溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等）導(dǎo)出后可以作為后續(xù)其他仿真工具進行虛擬機械性能測試的輸入。導(dǎo)出時可以將部件、支撐、基板的結(jié)果同時導(dǎo)出給第三方軟件，方便使用者根據(jù)不同的需要進行后續(xù)的性能或結(jié)構(gòu)分析?；谑澜缟献顝姶蟮?、最被廣泛認可的非線性求解器Marc開發(fā)，具有極好的求解收斂性和穩(wěn)定性。依托可靠的Marc解算器技術(shù)能夠為用戶提供領(lǐng)先的非線性數(shù)值仿真求解技術(shù)和跨物理場求解能力。

b) CAM加工編程軟件
智能數(shù)控編程軟件，主要用于車削、銑削、車銑復(fù)合等各類機床設(shè)備的自動編程。該軟件具有廣泛的加工適應(yīng)范圍。在車削方面，支持兩軸車削、CY軸車銑復(fù)合，雙主軸和多刀架協(xié)同車削、B軸擺角車削和定位銑削；在銑削方面，支持三軸聯(lián)動銑削、四軸立加、四軸臥加、五軸聯(lián)動銑削。同時，還支持在機測量編程，并支持與機床連接，實時獲得測量數(shù)據(jù)。
? 五軸銑削模塊
在支持普通三軸銑床和3+2銑床的基礎(chǔ)之上，增加了五軸聯(lián)動銑削的功能。在針對幾何結(jié)構(gòu)清晰的零部件進行三軸聯(lián)動編程基礎(chǔ)之上，增加復(fù)雜曲面的編程能力。主要應(yīng)用于零部件型腔、外形、孔、平面等特征的加工。

c) 加工程序仿真和程序驗證軟件
?？怂箍档哪M仿真及程序驗證功能是目前最先進的數(shù)控加工仿真解決方案。能夠真實再現(xiàn)數(shù)控機床加工環(huán)境，通過構(gòu)建虛擬數(shù)控機床，導(dǎo)入毛坯、刀具、 夾具、工裝等加工所需元素，對整個加工過程進行仿真驗證，檢查并修改加工程序中的錯誤，確保將100%正確無誤的加工程序輸出給機床，從而避免機床受到碰撞損壞，減少停機和設(shè)置時間，并真正實現(xiàn)零原材料浪費，零報廢部件。
支持多類型機床的仿真（三軸、四軸、五軸聯(lián)動等），即便是車銑復(fù)合機床等復(fù)雜機床的仿真也可以輕易實現(xiàn)，支持多軸及各種復(fù)雜機床的數(shù)控程序驗證、加工仿真、尺寸分析、自動對比、刀長優(yōu)化、切削條件優(yōu)化等。可以虛擬機床各種數(shù)據(jù)的實時顯示，包括加工坐標(biāo)系、加工速度、刀具補償信息等?？梢栽诜抡媲皺z查程序中的語法錯誤、缺少元素錯誤、移動中的超行程錯誤等；可以實現(xiàn)斷點模擬，修改程序或刀具等，并可由斷點處繼續(xù)模擬。
使用頂級3D圖形內(nèi)核，使得仿真模擬效果更為逼真，檢查材料去除結(jié)果更為準(zhǔn)確，仿真模擬速度最快，正確、全面、高效解析數(shù)控加工程序。獨有ACNU語言，完全開放的調(diào)試平臺，能夠滿足各種實際控制器的語言，支持客戶化的定制功能，且提供多種標(biāo)準(zhǔn)控制器。
? 加工程序優(yōu)化模塊
程序優(yōu)化模塊可以進一步優(yōu)化加工程序，優(yōu)化刀具路徑。其優(yōu)化原理即通過精確的計算和分析每次切削刀具的縱深、寬幅、角度及去除量，綜合分析每個切削段的去除量后得出最佳進給率，并且不會改變原刀具路徑。有效減少空行程，改善切削條件，因此能夠大幅度縮短新產(chǎn)品研制時間，提高生產(chǎn)效率，降低量產(chǎn)生產(chǎn)成本，效益大幅增長。
? 不同機床間加工程序的相互轉(zhuǎn)換模塊
全新的數(shù)字制造過程，即在制造過程中提供一個雙向、快速的方式，能考慮到工藝過程中的任何修改，避免返工。此方案能夠避免使用外部后處理器的麻煩，直接生成驗證和優(yōu)化過的G代碼文件，可適用于任何CNC機床。單擊目標(biāo)機床進行程序變更，無需任何CAM重新編程及后處理。為企業(yè)生產(chǎn)加工提供高度的靈活性，可以將加工程序由一臺原定的機床迅速切換到另一臺CNC機床。
從主流 CAM (Catia, NX, Creo, Topsolid, Mastercam, Edgecam ...)或現(xiàn)存的CNC程序 (G代碼格式), 使用4CAM模塊可以直接生成（無需外部后處理器）CNC本地程序，進行程序驗證和優(yōu)化的同時考慮加工現(xiàn)場的因素（刀具、切削條件、運動學(xué)、機床控制器……）使用此新解決方案，只需點擊幾次，就可將現(xiàn)有的 CAM 數(shù)據(jù) (APT 中性文件 / CL 數(shù)據(jù)) 或G代碼程序輕松的改變?yōu)榱硪慌_不同邏輯或控制器機床上使用的加工程序。
? 工藝文檔模塊
該模塊支持用戶根據(jù)實際需要定制工藝文檔模板，支持word, excel, pdf，html等格式。利用智能化的數(shù)據(jù)表編輯向?qū)ё詣虞斎?、自動收集加工模擬數(shù)據(jù)（3D、循環(huán)時間、切割條件等）并自動輸出符合客戶需求的工藝文檔文件：極大的節(jié)省了人工編寫工藝文檔的時間，并推進車間文檔的標(biāo)準(zhǔn)化。該模塊可自動創(chuàng)建工藝過程；生成檢驗報告，并記錄刀具說明。并完成文檔的生命周期管理（版本、發(fā)布、變更記錄）
? 批量自動化仿真模塊
該功能模塊可以自動執(zhí)行模擬過程，它適用于長時間的模擬、每天大量的模擬或需要自動驗證新的ISO代碼時；用戶可以在自動模擬隊列中添加一個項目，該功能將按照添加順序自動執(zhí)行模擬項目。
? 加工過程播放器模塊
?？怂箍捣抡婺M功能擁有自己獨有的播放器，可以全程記錄加工過程，能夠生成NP3文件，進行3D回放。用戶可以非常清楚的對比新舊工藝改進，做好工作匯報，并且，在加工前預(yù)演加工過程，不必花費時間在冗長的二維圖紙上。

d) 在機測量系統(tǒng)及對刀系統(tǒng)
該系統(tǒng)基于機床載體，通過測量工具（機床測頭、對刀儀及對應(yīng)的軟件），提供針對刀具、夾具、工件在線檢測的測量解決方案，完美解決工件手動找正、批量生產(chǎn)時裝夾工件重復(fù)性差、工藝過程控制不完善等問題。
在機測量檢測，即在零件加工之前自動找正，檢測結(jié)果實時反饋，并自動回補加工參數(shù)，縮短修正時間及加工周期，提高生產(chǎn)效率；同時減少廢品，降低原料成本；大幅提升一次裝夾加工產(chǎn)品尺寸的合格率，降低工件流轉(zhuǎn)率，節(jié)省二次安裝時間并避免因二次裝夾產(chǎn)生的誤差；間接或直接地獲取加工中心在執(zhí)行下道工序時最合適的加工參數(shù)，不但保證了零件的加工質(zhì)量，而且有效得提高了生產(chǎn)過程運行的質(zhì)量水平。

e) 加工設(shè)備校準(zhǔn)系統(tǒng)
零件不合格有時是由于設(shè)備校準(zhǔn)不當(dāng)造成的。?？怂箍抵圃熘悄艿募す飧櫆y量系統(tǒng)專注于提供幾何精度校準(zhǔn)補償解決方案，可進行精確完整的幾何分析，快速鑒定校準(zhǔn)錯誤，持續(xù)實時監(jiān)測和校準(zhǔn)補償，實現(xiàn)加工機床精度的卓越提升。
類似全球定位系統(tǒng)（GPS），僅通過空間距離的測量來獲得空間位置信息，即可實現(xiàn)測量機或機床幾何誤差的亞微米級的空間測量精度。

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