O poder da modelagem e simulação 3D estimula inovações nos processos de fabricação

Engenharia de Manufatura: Como o software de modelagem 3D SpaceClaim da Ansys ajuda os fabricantes a otimizar projetos e aumentar a produtividade de fabricação?

João Graham: Quando você pensa em produtos que são fabricados, o ponto de partida normalmente é um modelo 3D. Quando os modelos 3D nem sempre existiam, um maquinista programava um modelo 2D em uma máquina, e os vários eixos moviam e cortavam as peças. Mas as coisas são e continuam a ficar mais complexas à medida que ultrapassamos os limites das tecnologias. A geometria é quase sempre necessária para cortar peças. Mas descobriu-se que a geometria pode se tornar um gargalo na fabricação de praticamente qualquer coisa. Todo o objetivo do SpaceClaim no que se refere ao espaço de fabricação é remover esses gargalos de geometria. Portanto, não faz sentido se uma empresa está gastando tempo manipulando um modelo 3D quando uma máquina está ociosa. Eles não estão cortando peças. Você não precisa ser um usuário de CAD dedicado para modificar ou reparar um arquivo no SpaceClaim. Dá às pessoas a flexibilidade de editar arquivos da maneira que quiserem. O resultado é que as pessoas na oficina podem se concentrar em cortar peças e colocar as peças para fora da porta, em vez de brincar com a limpeza de arquivos.

EU: Sua empresa adquiriu a SpaceClaim há alguns anos; como foi essa transição ao trazer a modelagem 3D expandida para os clientes de simulação da Ansys?

Graham: Mesmo antes da aquisição da SpaceClaim pela Ansys, havia uma parceria que estava funcionando bem. No entanto, não havia a sinergia que existe agora. Houve alguma confusão sobre quais produtos vender e onde exatamente o SpaceClaim se encaixava. Muitas pessoas viram o benefício disso, mas em um momento ele estava quase competindo com outro produto Ansys. A Ansys percebeu que a tecnologia por trás do SpaceClaim era inovadora e poderia aliviar muitos gargalos de geometria no espaço de análise. A necessidade de uma tecnologia como a SpaceClaim era enorme. Avanço rápido para hoje, onde há mais uma estratégia unificada por trás do SpaceClaim se encaixando em todo o espaço de simulação. Está penetrando cada vez mais na simulação, e a Ansys adotou o SpaceClaim como a tecnologia de geometria de ponta para manipular e preparar qualquer tipo de análise de modelo. Por causa disso, mais e mais pessoas estão adotando o SpaceClaim e a simulação.

EU: SpaceClaim aborda várias áreas-chave críticas para os fabricantes; como isso ajudou os usuários em engenharia reversa?

Graham: A engenharia reversa se encaixa lado a lado com a impressão 3D. Anos atrás, os recursos de engenharia reversa no SpaceClaim eram mínimos. Você pode abrir arquivos de malha, observar e talvez fazer referência a qualquer faceta. No entanto, para apreciar os recursos de hoje, você deve estar ciente de um equívoco no mercado de que a engenharia reversa é uma simples transferência de arquivo:clique em alguns botões, algumas traduções acontecem e sai um arquivo CAD limpo - semelhante à tradução de um idioma. Há muito mais acontecendo nos bastidores que a pessoa comum que precisa de engenharia reversa simplesmente não entende. A SpaceClaim começou a desenvolver algumas ferramentas maravilhosas, onde a engenharia reversa de arquivos está mais próxima de alguns cliques de botão. Muita funcionalidade foi espremida em uma ferramenta que essencialmente autosurface dados de malha. Os usuários podem criar rapidamente superfícies limpas e corpos sólidos para aplicações posteriores.

EU: Que outras ferramentas-chave o software fornece para manufatura aditiva, que está vendo uma explosão de interesse pela manufatura?

Graham: Cerca de uma década atrás, quando o SpaceClaim surgiu, foi inovador. Levou uma nova tecnologia chamada modelagem direta a um nível totalmente novo e tornou a modelagem 3D acessível a qualquer engenheiro. Hoje você está vendo alguns recursos de modelagem sólida entrando na esfera de dados facetada, assim como aconteceu há uma década. Por exemplo, você pode pegar algumas facetas e movê-las, ou puxar o que parece ser um buraco e aumentar ou diminuir o diâmetro. Você pode usar o SpaceClaim para reparar ou executar operações booleanas em dados facetados, de maneira semelhante aos arquivos CAD. De certa forma, comparo o trabalho no SpaceClaim ao trabalho em argila digital. Qualquer um pode visualizar o que deseja, e a SpaceClaim está tornando a digitalização disso uma realidade.

Outro aspecto importante do SpaceClaim no domínio da impressão 3D é a otimização. O SpaceClaim tem habilidades para shell qualquer tipo de arquivo e adicionar um preenchimento a ele. Isso equilibra a relação força-peso. Ele também pode suavizar um STL, com uma ferramenta chamada shrinkwrapping, essencialmente envolvendo um cobertor sobre ele e ignorando pequenas irregularidades ou picos no modelo.

EU: O software apresenta vários tie-ins para ferramentas de fabricação amplamente utilizadas, como software CAM como Mastercam, Esprit e GibbsCAM. Você pode descrever como isso funciona?

Graham: Uma parte importante da integração do SpaceClaim com ferramentas CAM é o fluxo de dados simplificado. As traduções de um sistema para outro geralmente causam problemas. A integração do SpaceClaim com sistemas CAM elimina essencialmente os problemas de tradução de dados. Um recurso que as pessoas adoram nas integrações é o reparo de arquivos. Alguém pode abrir um arquivo de cliente em um CAM e não pode fazer um percurso. Instantaneamente, por meio dessas integrações, eles podem enviar o arquivo para o SpaceClaim e não apenas repará-lo, mas remover pequenos recursos ou rodadas. As integrações entre esses sistemas abrem os recursos do que as pessoas podem fazer com arquivos STL. Alguns produtos CAM exportam arquivos STL após várias etapas. Com o SpaceClaim, você pode usar esse arquivo e construir acessórios ou usá-lo com sistemas de detecção de falhas.

EU: Quão crítica é a modelagem 3D para os usuários no espaço de fabricação?

Graham: Por causa de onde a tecnologia de fabricação está hoje, você geralmente precisa de um modelo 3D. E não qualquer modelo, mas um modelo limpo para evitar a entrada/saída de lixo.

EU: Que sinergias o SpaceClaim tem com a riqueza de ofertas de simulação disponíveis da Ansys, incluindo ferramentas CAE com dinâmica de fluidos computacional (CFD) e até análise de elementos finitos (FEA)?

Graham: Mesmo antes da aquisição da SpaceClaim, havia uma relação de trabalho com a SpaceClaim e o espaço CAE. Desde a aquisição só aumentou. A espinha dorsal por trás de todos os produtos Ansys é chamada de Ansys Workbench. Cada produto será conectado ao Workbench, e isso não é exceção com o SpaceClaim. Se você tiver um modelo do qual está tentando extrair um midsurface ou extrair um volume para fins de CFD, qualquer coisa produzida será transferida para o Workbench para operações de simulação subsequentes.

A Ansys tem um produto relativamente mais novo chamado Ansys AIM, no qual o SpaceClaim é a espinha dorsal da geometria. Ele é otimizado para engenheiros de projeto e possui apenas uma interface de usuário. Você pode começar com qualquer ferramenta CAD de sua escolha e depois ir direto para a simulação. Ou comece com um arquivo SpaceClaim e, em seguida, simule. Você também pode importar um modelo, usar o SpaceClaim para editar e simulá-lo. Esta ferramenta foi construída com engenheiros de projeto em mente e certamente pode ser usada no espaço de fabricação. Ele mostra ainda a importância do SpaceClaim para simulação em produtos Ansys.

EU: Como o clima de negócios atual parece para os usuários de manufatura em sua área da indústria de software?

Graham: O espaço de fabricação vem mudando constantemente há anos. No início da minha carreira, eu estava criando representações detalhadas de projetos, e estava um pouco limitado a fazer peças que seriam usinadas em CNC, mas nada muito complexo. Mas as coisas foram evoluindo cada vez mais. Pense na usinagem de cinco eixos. Isso impulsionou o que está sendo feito no espaço de fabricação e design. Você pode fazer peças que são muito mais complexas e contêm curvas de ordem superior. Em seguida, você adiciona a impressão 3D à mistura. Por tudo isso, softwares CAD e editores de geometria não podem ser estáticos. Se assim for, eles não atenderão às necessidades do mercado. Assim como as tecnologias mudam, tem que haver uma evolução das ferramentas que as pessoas estão usando. Acredito que com o aumento da demanda e as melhorias tecnológicas na impressão 3D você verá o aumento da manufatura aditiva e a diminuição da demanda pela manufatura subtrativa. Um equilíbrio estável será alcançado em algum momento. E não apenas as pessoas estão tentando imprimir coisas em 3D, mas a leveza está se tornando mais importante por meio de tecnologias como otimização de topologia. As ferramentas precisam acompanhar a demanda. Acredito que o SpaceClaim fez um excelente trabalho nisso, e você verá mais recursos associados ao SpaceClaim à medida que as demandas do mercado mudarem.

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