El poder del modelado 3D y la simulación impulsan las innovaciones en los procesos de fabricación

Ingeniería de Fabricación: ¿Cómo ayuda el software de modelado 3D SpaceClaim de Ansys a los fabricantes a optimizar los diseños y aumentar la productividad de fabricación?

Juan Graham: Cuando piensa en los productos que se fabrican, el punto de partida suele ser un modelo 3D. Antes, cuando los modelos 3D no siempre existían, un maquinista programaba un modelo 2D en una máquina y los diversos ejes movían y cortaban las piezas. Pero las cosas son y continúan haciéndose más complejas a medida que empujamos los límites de las tecnologías. Casi siempre se necesita geometría para cortar piezas. Pero se ha descubierto que la geometría puede convertirse en un cuello de botella en la fabricación de casi cualquier cosa. El objetivo completo de SpaceClaim en lo que respecta al espacio de fabricación es eliminar esos cuellos de botella geométricos. Por lo tanto, no tiene sentido si una empresa dedica tiempo a manipular un modelo 3D cuando una máquina está inactiva. No son piezas cortantes. No tiene que ser un usuario de CAD dedicado para modificar o reparar un archivo en SpaceClaim. Brinda a las personas la flexibilidad de editar archivos de la forma que deseen. El resultado es que las personas en el taller pueden concentrarse en cortar piezas y sacarlas por la puerta en lugar de perder el tiempo con la limpieza de archivos.

YO: Su empresa adquirió SpaceClaim hace unos años; ¿Cómo ha ido esa transición al llevar el modelado 3D ampliado a los clientes de simulación de Ansys?

Graham: Incluso antes de la adquisición de SpaceClaim por parte de Ansys, había una asociación que funcionaba bien. Sin embargo, no había la sinergia que hay ahora. Hubo cierta confusión sobre qué productos vender y dónde encajaba exactamente SpaceClaim. Mucha gente vio el beneficio de esto, pero en un momento casi competía con otro producto de Ansys. Ansys se dio cuenta de que la tecnología detrás de SpaceClaim era innovadora y podía aliviar muchos cuellos de botella geométricos en el espacio de análisis. La necesidad de una tecnología como SpaceClaim era enorme. Avance rápido hasta hoy, donde hay más de una estrategia unificada detrás de SpaceClaim que se adapta a todo el espacio de simulación. Está penetrando cada vez más en la simulación, y Ansys ha adoptado SpaceClaim como la tecnología de geometría frontal preferida para manipular y preparar cualquier tipo de análisis de modelo. Por eso, cada vez más personas están adoptando SpaceClaim y adoptando la simulación.

YO: SpaceClaim aborda varias áreas clave críticas para los fabricantes; ¿Cómo ha ayudado a los usuarios en la ingeniería inversa?

Graham: La ingeniería inversa encaja codo con codo con la impresión 3D. Hace años, las capacidades de ingeniería inversa en SpaceClaim eran mínimas. Puede abrir archivos de malla, observar y tal vez hacer referencia a cualquier faceta. Sin embargo, para apreciar las capacidades actuales, debe ser consciente de la idea errónea en el mercado de que la ingeniería inversa es una simple transferencia de archivos:haga clic en un par de botones, se producen algunas traducciones y sale un archivo CAD limpio, similar a la traducción de un idioma. Hay mucho más detrás de escena que la persona promedio que necesita ingeniería inversa simplemente no entiende. SpaceClaim comenzó a desarrollar algunas herramientas maravillosas, donde la ingeniería inversa de archivos está más cerca de unos pocos clics de botón. Gran parte de la funcionalidad se ha comprimido en una sola herramienta que, en esencia, genera datos de malla de superficies automáticas. Los usuarios pueden crear rápidamente superficies limpias y cuerpos sólidos para aplicaciones posteriores.

YO: ¿Qué otras herramientas clave proporciona el software para la fabricación aditiva, que está experimentando un gran interés por la fabricación?

Graham: Hace aproximadamente una década, cuando surgió SpaceClaim, fue innovador. Llevó una nueva tecnología llamada modelado directo a un nivel completamente nuevo e hizo que el modelado 3D fuera accesible para cualquier ingeniero. Hoy en día, está viendo algunas capacidades de modelado sólido que se abren paso en la esfera de datos facetados, como sucedió hace una década. Por ejemplo, puede agarrar un par de facetas y moverlas, o tirar de lo que parece un agujero y aumentar o disminuir el diámetro. Puede usar SpaceClaim para reparar o realizar operaciones booleanas en datos facetados, de forma similar a los archivos CAD. En cierto modo, comparo el trabajo en SpaceClaim con el trabajo en arcilla digital. Cualquiera puede visualizar qué es lo que quiere, y SpaceClaim está haciendo realidad la digitalización de eso.

Otro aspecto importante de SpaceClaim en el ámbito de la impresión 3D es la optimización. SpaceClaim tiene la capacidad de descascarar cualquier tipo de archivo y agregarle un relleno. Esto equilibra la relación fuerza-peso. También puede suavizar un STL, con una herramienta llamada envoltura retráctil, esencialmente envolviéndolo con una manta e ignorando pequeñas irregularidades o picos en el modelo.

YO: El software presenta varios vínculos con herramientas de fabricación ampliamente utilizadas, como software CAM como Mastercam, Esprit y GibbsCAM. ¿Puedes describir cómo funciona?

Graham: Una parte importante de la integración de SpaceClaim con las herramientas CAM es el flujo de datos optimizado. Las traducciones de un sistema a otro a menudo causan problemas. La integración de SpaceClaim con los sistemas CAM elimina esencialmente los problemas de traducción de datos. Una característica que a la gente le encanta de las integraciones es la reparación de archivos. Alguien puede abrir un archivo de cliente en un CAM y no puede hacer una trayectoria. Al instante, a través de estas integraciones, pueden enviar el archivo a SpaceClaim y no solo repararlo, sino también eliminar pequeñas funciones o rondas. Las integraciones entre estos sistemas abren las capacidades de lo que las personas pueden hacer con los archivos STL. Algunos productos CAM exportan archivos STL después de varios pasos. Con SpaceClaim, puede usar ese archivo y construir accesorios o usarlo con sistemas de detección de fallas.

YO: ¿Qué importancia tiene el modelado 3D para los usuarios en el espacio de fabricación?

Graham: Debido a la situación actual de la tecnología de fabricación, por lo general se necesita un modelo 3D. Y no cualquier modelo, sino uno limpio para evitar la entrada/salida de basura.

YO: ¿Qué sinergias tiene SpaceClaim con la gran cantidad de ofertas de simulación disponibles de Ansys, incluidas las herramientas CAE con dinámica de fluidos computacional (CFD) e incluso análisis de elementos finitos (FEA)?

Graham: Incluso antes de la adquisición de SpaceClaim, existía una relación de trabajo con SpaceClaim y el espacio CAE. Desde la adquisición solo ha aumentado. La columna vertebral detrás de todos los productos Ansys se llama Ansys Workbench. Todos los productos se conectarán a Workbench, y eso no es una excepción con SpaceClaim. Si tiene un modelo del que está tratando de extraer una superficie media o extraer un volumen para fines de CFD, todo lo que se produzca se transferirá a Workbench para operaciones de simulación posteriores.

Ansys tiene un producto relativamente nuevo llamado Ansys AIM, en el que SpaceClaim es la columna vertebral de la geometría. Está optimizado para ingenieros de diseño y solo tiene una interfaz de usuario. Puede comenzar con cualquier herramienta CAD de su elección y luego pasar directamente a la simulación. O comience con un archivo de SpaceClaim y luego simule. También puede importar un modelo, usar SpaceClaim para editarlo y luego simularlo. Esta herramienta fue construida pensando en los ingenieros de diseño y ciertamente se puede usar en el espacio de fabricación. Además, muestra la importancia de SpaceClaim para la simulación en los productos de Ansys.

YO: ¿Cómo se ve el clima empresarial actual para los usuarios de fabricación en su área de la industria del software?

Graham: El espacio de fabricación ha estado cambiando constantemente durante años. Al principio de mi carrera, estaba creando representaciones de diseño detalladas y estaba algo limitado a hacer piezas que serían mecanizadas por CNC, pero nada demasiado complejo. Pero las cosas han ido evolucionando cada vez más. Piense en el mecanizado de cinco ejes. Eso ha impulsado lo que se está haciendo en el espacio de fabricación y diseño. Puede crear piezas mucho más complejas y que contengan curvas de mayor orden. Luego agrega la impresión 3D a la mezcla. Por todo esto, el software CAD y los editores de geometría no pueden ser estáticos. Si es así, no satisfarán las necesidades del mercado. Así como las tecnologías cambian, tiene que haber una evolución de las herramientas que la gente usa. Creo que con el aumento de la demanda y las mejoras tecnológicas en la impresión 3D, verá un aumento de la fabricación aditiva y una disminución de la demanda de fabricación sustractiva. En algún momento se alcanzará un equilibrio estable. Y no solo las personas intentan imprimir cosas en 3D, sino que el aligeramiento se está volviendo más importante a través de tecnologías como la optimización de topología. Las herramientas tienen que mantenerse al día con la demanda. Creo que SpaceClaim ha hecho un excelente trabajo en eso, y verá más capacidades adjuntas a SpaceClaim a medida que cambien las demandas del mercado.

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La suite también incluye Verisurf Measure, que proporciona la medición de características desde puntos únicos precisos hasta nubes de puntos escaneados; Verisurf Automate, que programa y opera todos los tipos y marcas de CMM con una experiencia 3D intuitiva, programación visual orientada a objetos y estándares abiertos; y Verisurf Validate, que proporciona una validación precisa de la traducción del modelo CAD al comparar el modelo CAD autorizado con el modelo CAD traducido, lo que permite a los clientes identificar rápidamente cualquier error de traducción.

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La actualización de software está editada por el editor sénior Patrick Waurzyniak.