软筋骨撑起新制造 | 增材制造三部曲（下）

　　个性化定制的制造趋势成为主流，增材制造的优势正在显露无疑，不但速度快、能耗低，而且解决了传统工艺带来的模具成本问题，同时实现任意复杂形状的零件的“自由制造”。

　　如何能将这些功能与软件进行集成就显得愈加的重要，这就又回到了“软件定义制造”的路上，而基于软件平台的创新将淋漓尽致地体现在增材制造上。

　　软件引领创新

　　增材制造作为一项新的制造技术，如要充分利用其所带来的颠覆性变革，就必须要求对传统的工程设计流程进行重新思考。根据罗兰贝格的增材制造公开报告《Additive Manufacturing – next generation》，一个增材制造零件，从工程设计到制造，所经历的典型增材制造软件流程链的变化，如图1：

　　图1-增材制造的全软件流升级

　　南山工业书院整理

　　众所周知，传统的工程设计中，零件的设计主要由CAD和有限元分析软件来完成，其中包括计算流体力学仿真，基于模型定义的仿真。而增材制造软件流，在传统的工程设计流程中增加了更为先进的拓扑优化和结构晶格化两个环节，通过不断的仿真优化，迭代出最优方案。经过拓扑优化设计出的复杂零部件，其精致程度甚至与仿生学设计相似，能够达到常规制造方法无法企及的高水平，在成本方面，更是远远低于功能性设计。

　　这种面向增材制造的软件仿真体系，符合产品设计的发展趋势，既能实现新颖、轻量化的设计，又能大大减少对设计者的经验要求从根本上释放仿真技术的价值，从而支撑企业研发创新。

　　面向增材制造的软件体系，既在工程设计中的具有较高关联性，又能为增材加工过程提供强大支持，从设计到制造，陪伴着一个零件从无到有的 “成长”，在增材制造中扮演着越来越重要的角色。

　　增材制造的软筋骨

　　增材制造软件产业的发展趋势是全面整合与集成。在工程方面，当前还没有任何一家公司能够覆盖增材制造软件的全流程。无论是为增材制造提供产品和服务的软件供应商，还是增材制造企业自身，都在不断整合软件资源，纷纷在增材制造软件领域布局。

　　1、Autodesk

　　Autodesk 公司作为全球最大的二维、三维设计和工程软件公司代表，在近几年连续收购了几家专注于增材加工环节的专业公司后，极有可能成为第一个能够为增材加工提供全方位软件解决方案的公司。

　　第一个阶段：核心业务，主要包括传统设计和仿真解决方案(计算机辅助设计，有限元分析，计算流体力学仿真，基于模型定义的仿真);

　　第二个阶段：2014年收购WITHIN，其主要业务为设计优化软件(基于有限元分析的优化，结构晶格化);

　　第三个阶段：2015年收购NetFabb，其主要业务为专注于3D打印的软件(生成支撑结构，分层切片，激光术路径和参数优化)。

　　图2-Autodesk 公司并购路线图

　　南山工业书院整理

　　Autodesk公司覆盖整个AM软件流程链如图3所示，边加强3D设计工作，同时在推广3D打印技术，在虚实融合的新型制造中，Autodesk选择了增材制造。正在爆发的3D打印革命有望将工业制造能力重新引入大众制造，有望促进个体的工业设计力量与大型工业系统的融合。

　　图3-Autodesk 布局3D设计与推广

　　从增材制造全价值链的高度来看，工程部分只是增材加工过程的一个组成部分，首个集成化的软件平台已经诞生，其全流程如图4：

　　图4-集成化的软件平台全流程