Modelado 3D y simulación: Catalizadores para la innovación en procesos de manufactura

Entrevista a John Graham: SpaceClaim y la manufactura

Manufacturing Engineering: ¿Cómo ayuda el software de modelado 3D SpaceClaim de Ansys a los fabricantes a agilizar diseños y aumentar la productividad de manufactura?

John Graham: Cuando piensas en productos que se manufacturan, el punto de partida es típicamente un modelo 3D. Cuando los modelos 3D no siempre existían, un maquinista programaba un modelo 2D en una máquina, y los diversos ejes se movían y cortaban las piezas. Pero las cosas son y continúan volviéndose más complejas a medida que empujamos los límites de las tecnologías. La geometría casi siempre se necesita para cortar piezas. Pero se ha descubierto que la geometría puede convertirse en un cuello de botella en la manufactura de casi cualquier cosa. El objetivo completo de SpaceClaim en lo que respecta al espacio de manufactura es eliminar esos cuellos de botella de geometría. Así que no tiene sentido si una empresa está gastando tiempo manipulando un modelo 3D cuando una máquina está ociosa. No están cortando piezas. No tienes que ser un usuario CAD dedicado para modificar o reparar un archivo en SpaceClaim. Da a la gente la flexibilidad para editar archivos de la manera que quieran. El resultado es que la gente en el taller puede centrarse en cortar piezas y sacar piezas en lugar de liarse con limpieza de archivos.

ME: Su empresa adquirió SpaceClaim hace unos años; ¿cómo ha ido esa transición trayendo modelado 3D expandido a los clientes de simulación de Ansys?

Graham: Incluso antes de la adquisición de SpaceClaim por Ansys había una colaboración que funcionaba bien. Sin embargo, no había del todo la sinergia que hay ahora. Había algo de confusión sobre qué productos vender, y dónde encajaba exactamente SpaceClaim. Mucha gente veía el beneficio, pero en un momento casi competía con otro producto de Ansys. Ansys se dio cuenta de que la tecnología detrás de SpaceClaim era revolucionaria, y podía aliviar muchos cuellos de botella de geometría en el espacio de análisis. La necesidad de una tecnología como SpaceClaim era enorme. Avancemos a hoy donde hay más una estrategia unificada detrás de SpaceClaim encajando en todo el espacio de simulación. Está permeando cada vez más en simulación, y Ansys ha abrazado SpaceClaim como la tecnología de geometría front-end de elección para manipular y preparar cualquier tipo de modelo de análisis. Por eso, cada vez más gente está abrazando SpaceClaim y abrazando la simulación.

ME: SpaceClaim aborda varias áreas clave críticas para fabricantes; ¿cómo ha ayudado a usuarios en ingeniería inversa?

Graham: La ingeniería inversa va de la mano con la impresión 3D. Hace años las capacidades de ingeniería inversa en SpaceClaim eran mínimas. Podías abrir archivos de malla, observar, y quizás referenciar cualquier faceta dada. Para apreciar las capacidades de hoy, tienes que ser consciente de un concepto erróneo en el mercado de que la ingeniería inversa es una simple transferencia de archivo: pulsas un par de botones, ocurren algunas traducciones, y sale un archivo CAD limpio —similar a traducir un idioma. Hay mucho más ocurriendo detrás de escena que la persona promedio que necesita hacer ingeniería inversa simplemente no entendía. SpaceClaim comenzó a desarrollar algunas herramientas maravillosas, donde la ingeniería inversa de archivos está más cerca de unos pocos clics. Mucha funcionalidad se ha comprimido en una herramienta que esencialmente auto-superficia datos de malla. Los usuarios pueden crear rápidamente superficies limpias y cuerpos sólidos para aplicaciones posteriores.

ME: ¿Qué otras herramientas clave proporciona el software para manufactura aditiva, que está viendo una explosión de interés por la manufactura?

Graham: Hace aproximadamente una década cuando SpaceClaim emergió, fue revolucionario. Llevó una nueva tecnología llamada modelado directo a un nivel completamente nuevo e hizo el modelado 3D accesible a cualquier ingeniero. Hoy estás viendo algunas capacidades de modelado sólido abriéndose paso en la esfera de datos facetados, muy como ocurrió hace una década. Por ejemplo, puedes agarrar un par de facetas y moverlas, o tirar de lo que parece un agujero y aumentar o disminuir el diámetro. Puedes usar SpaceClaim para reparar u operaciones booleanas en datos facetados, de manera similar a archivos CAD. En cierto modo, comparo el trabajo en SpaceClaim a trabajar en arcilla digital. Cualquiera puede visualizar lo que quiere, y SpaceClaim está haciendo la digitalización de eso una realidad.

Otro aspecto importante de SpaceClaim en el ámbito de la impresión 3D es la optimización. SpaceClaim tiene capacidades para hacer shell a cualquier tipo de archivo y añadir un relleno. Esto equilibra la relación resistencia-peso. También puede suavizar un STL, con una herramienta llamada shrinkwrapping, esencialmente envolviendo una manta sobre él e ignorando pequeñas irregularidades o picos en el modelo.

ME: El software presenta varios vínculos con herramientas de manufactura ampliamente usadas, como software CAM como Mastercam, Esprit y GibbsCAM. ¿Puede describir cómo funciona eso?

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

ME: ¿Qué tan crítico es el modelado 3D para usuarios en el espacio de manufactura?

Graham: Debido a dónde está la tecnología de manufactura hoy, generalmente necesitas un modelo 3D. Y no cualquier modelo, sino uno limpio para prevenir basura entra/basura sale.

ME: ¿Qué sinergias tiene SpaceClaim con la riqueza de ofertas de simulación disponibles de Ansys, incluyendo herramientas CAE con dinámica de fluidos computacional (CFD), y hasta análisis de elementos finitos (FEA)?

Graham: Incluso antes de la adquisición de SpaceClaim, había 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. Cada producto se enchufará en Workbench, y eso no es excepción con SpaceClaim. Si tienes un modelo del que intentas extraer una superficie media o extraer un volumen para propósitos CFD, cualquier cosa producida se transferirá a Workbench para operaciones de simulación posteriores.

Ansys tiene un producto relativamente nuevo llamado Ansys AIM, en el cual SpaceClaim es la columna vertebral de geometría. Está optimizado para ingenieros de diseño, y tiene solo una interfaz de usuario. Puedes empezar con cualquier herramienta CAD de elección, luego ir directo a simulación. O empezar con un archivo SpaceClaim, luego simular. También puedes importar un modelo, usar SpaceClaim para editar, luego simularlo. Esta herramienta fue construida con ingenieros de diseño en mente y ciertamente puede usarse en el espacio de manufactura. Muestra aún más la importancia de SpaceClaim para la simulación en productos Ansys.

ME: ¿Cómo se ve el clima empresarial actual para usuarios de manufactura en tu área de la industria del software?

Graham: El espacio de manufactura ha estado cambiando constantemente por años. Al principio de mi carrera, creaba representaciones de diseño detalladas, y estaba algo limitado a hacer piezas que serían mecanizadas CNC, pero nada demasiado complejo. Pero las cosas han estado evolucionando más y más. Piensa en mecanizado de cinco ejes. Eso ha empujado lo que se hace en el espacio de manufactura y diseño. Puedes hacer piezas que son mucho más complejas y contienen curvas de orden superior. Luego añades impresión 3D a la mezcla. Debido a todo esto, el software CAD y editores de geometría no pueden ser estáticos. Si lo son, no satisfarán las necesidades del mercado. Al igual que las tecnologías cambian, tiene que haber una evolución de las herramientas que la gente usa. Creo que con la demanda aumentada y mejoras tecnológicas en impresión 3D vas a ver aumentar la manufactura aditiva y disminuir la demanda de manufactura sustractiva. Se alcanzará un equilibrio estable en algún momento. Y no solo la gente está intentando solo imprimir 3D cosas sino que aligeramiento (lightweighting) se está volviendo más importante a través de tecnologías como optimización topológica. Las herramientas tienen que mantenerse al día con la demanda. Creo que SpaceClaim ha hecho un excelente trabajo en eso, y vas a ver más capacidades adjuntas a SpaceClaim a medida que cambien las demandas del mercado.

Nuevos lanzamientos

El desarrollador de inspección Verisurf Software Inc. (Anaheim, CA) anunció la disponibilidad de su Quality Inspection Suite, una combinación de módulos de aplicación Verisurf configurados para proporcionar una solución eficiente de inspección de calidad y reporte. Quality Inspection Suite proporciona un paquete rentable y opciones de compra flexibles para satisfacer las necesidades de clientes individuales, incluyendo licencia de sitio y opciones de suscripción.

El Quality Inspection Suite de Verisurf está compuesto por módulos de aplicación selectos best-in-class, incluyendo Verisurf CAD, capaz de leer todos los formatos de archivo CAD nativos permitiendo a clientes trabajar con cualquier modelo CAD —sólido, superficie o alambre. Model-based Definition (MBD) permite a usuarios establecer IDs únicos, tolerancias y restricciones GD&T en el modelo para cualquier superficie, característica u otro elemento crítico de inspección. Verisurf Device Interface (VDI) asegura compatibilidad de dispositivo y controla todos los dispositivos de medición digitales.

La suite también incluye Verisurf Measure, que proporciona medición de características desde puntos precisos individuales hasta nubes de puntos escaneadas; Verisurf Automate, que programa y opera todo tipo y marcas de CMMs con una experiencia 3D intuitiva, programación visual orientada a objetos y estándares abiertos; y Verisurf Validate, proporcionando validación precisa de traducción de modelo CAD comparando el modelo CAD de autoridad al modelo CAD traducido, esto permite a clientes identificar rápidamente cualquier error de traducción.

Acuerdos

El desarrollador de monitorización de activos Smartware Group (Center Harbor, NH) y 5ME (Cincinnati) han creado una colaboración dirigida a ofrecer visibilidad de activos mejorada y automatización a través de la empresa de manufactura para mantenimiento predictivo, aprovechando el Internet Industrial de las Cosas (IIoT).

Freedom eLog de 5ME, un sistema de monitorización de activos en la nube, funciona en conjunción con Bigfoot CMMS basado en la nube de Smartware para ofrecer monitorización de condición de activos y automatización de actividad de mantenimiento. Al desplegar Freedom eLog junto con la Suite de Integración Bigfoot, los usuarios de Bigfoot pueden capturar datos de activos en tiempo real y analíticas de valor añadido, desde rendimiento de máquina individual hasta actividad de producción total, usando cualquier navegador web.

Software Update es editado por el Editor Senior Patrick Waurzyniak.