任何一個(gè)在制造業(yè)工作了足夠長(zhǎng)一段時(shí)間的人都會(huì)告訴你，增材制造（AM）軟件的現(xiàn)狀與大約50 年前數(shù)控車床和加工中心開始普及時(shí)的情況類似。當(dāng)時(shí)，為機(jī)床編程所需的軟件既昂貴又難得，功能還落后于需要控制的硬件。時(shí)至今日。機(jī)床與軟件之間的融合顯而易見，它們就像跳著華爾茲的舞伴。

　　在頂部

　　紐約nTopology 公司的解決方案架構(gòu)師Alex Meckes說(shuō)：增材制造的軟件現(xiàn)在還不太成熟。與硬件相比，目前軟件創(chuàng)新和逐步改進(jìn)的數(shù)量相當(dāng)少。nTopology 公司首席執(zhí)行官Brad Rothenberg 對(duì)這種差異做出了合理的解釋。他說(shuō)：“創(chuàng)新總是發(fā)生在工廠里，然后才會(huì)出現(xiàn)利用創(chuàng)新所需的支持流程。這包括工具、軟件，通常還包括所需的思維方式。”

　　也許有人會(huì)說(shuō)，增材制造行業(yè)本應(yīng)吸取減材制造行業(yè)的教訓(xùn)，更早地推出更好的軟件工具。Rothenberg 則對(duì)這種說(shuō)法不以為然。他表示，如今最大的不同是，與傳統(tǒng)工藝相比，增材制造技術(shù)可以讓你對(duì)工件的方方面面進(jìn)行更大的控制：材料屬性、幾何形狀以及零件的實(shí)際制造方式。增材制造要復(fù)雜得多，有成千上萬(wàn)的制造參數(shù)和幾乎無(wú)限的設(shè)計(jì)可能性。這正是增材制造行業(yè)目前正在努力解決的問(wèn)題。

　　另一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是，長(zhǎng)期以來(lái)，3D 打印機(jī)一直被Rothenberg 稱為是“黑盒子”，也就是說(shuō)，用戶只能有限地獲取上述構(gòu)建參數(shù)。但隨著3D 打印設(shè)備制造商向最終用戶和軟件開發(fā)商開放設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造，這種情況開始發(fā)生變化。結(jié)果是，各方通力合作，充分利用了增材制造的巨大潛能。

　　雖然Rothenberg 很快就把他公司的產(chǎn)品描述為“先進(jìn)制造的工程軟件”，但很明顯，它的功能非常適合快速成型。nTopology 的nTop 平臺(tái)提供了“牢不可破”的隱式建模功能，以及管理晶格結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)筋和拓?fù)鋬?yōu)化的能力。這消除了傳統(tǒng)邊界表示（B-rep）和基于網(wǎng)格的模型中的約束，這些模型在復(fù)雜的3D 打印世界中往往會(huì)失敗，因?yàn)樗鼈儫o(wú)法可靠地支持偏移和繪圖等常規(guī)功能。Rothenberg 說(shuō)：“我們實(shí)際上已經(jīng)走在了時(shí)代的前列，可以設(shè)計(jì)出目前還無(wú)法制造的東西。”

　　走自己的路

　　Fried Vancraen 是總部位于比利時(shí)魯汶的MaterialiseNV 公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官，他于 1990 年開始3D 打印零件，當(dāng)時(shí)業(yè)界還很少有人考慮到增材制造或是這項(xiàng)當(dāng)時(shí)的新技術(shù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師的未來(lái)影響。

　　由于當(dāng)時(shí)幾乎不存在第三方3D 打印軟件，他在那時(shí)就開始開發(fā)自己的工具，使這一過(guò)程更易于管理。Materialise 軟件部門主管Stefaan Motte 說(shuō)：如今大約70% 的3D 打印行業(yè)都在使用我們的一款或多款產(chǎn)品進(jìn)行制造操作。然而，該公司在市場(chǎng)上的深入滲透并不意味著它放棄了與其他公司合作的機(jī)會(huì)。事實(shí)上，合作關(guān)系讓Materialise 持續(xù)生機(jī)勃勃。

　　Motte 說(shuō)：我們一直在關(guān)注價(jià)值流中的其他參與者在做什么，在有意義的時(shí)候與他們合作。例如，我們與西門子和全球軟件供應(yīng)商PTC，以及許多設(shè)備制造商都建立了有意義的合作關(guān)系，它們?cè)谠霾闹圃煨袠I(yè)的不同領(lǐng)域都擁有各自優(yōu)勢(shì)。

　　他接著談到，企業(yè)沒(méi)有理由重新發(fā)明“輪子”，任何人試圖獨(dú)自開發(fā)端到端解決方案都是沒(méi)有意義的，在如此復(fù)雜的行業(yè)中更是如此。每個(gè)人都應(yīng)該專注于自己最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。這樣做可以實(shí)現(xiàn)雙贏，更重要的是，可以為最終用戶提供最有效的整體解決方案。

　　根據(jù)Motte 的說(shuō)法，Materialise 最擅長(zhǎng)的是構(gòu)建準(zhǔn)備軟件、排程和套料工具、快速成型設(shè)計(jì)優(yōu)化、遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集，以及一整套以經(jīng)濟(jì)可行的方式促進(jìn)零件生產(chǎn)的工具。Motte 說(shuō)：為增材制造設(shè)計(jì)零件是一回事。讓這些零件進(jìn)入可認(rèn)證的待生產(chǎn)狀態(tài)，并在10 臺(tái)或100 臺(tái)機(jī)器上批量生產(chǎn)，是完全另一回事。這就是我們一直在投入軟件開發(fā)資金的地方。

　　合作伙伴關(guān)系釋放潛能

　　產(chǎn)品開發(fā)公司XponentialWorks Inc. 的創(chuàng)始人兼總裁Avi Reichental 完全同意那些認(rèn)為3D 打印硬件已經(jīng)超越了現(xiàn)有設(shè)計(jì)軟件能力的觀點(diǎn)。他說(shuō)：直接金屬3D 打印公司要充分利用設(shè)備的所有能力是多么困難。要想充分釋放增材制造的潛力，就需要更好的工具。

　　好消息是，越來(lái)越多的軟件開發(fā)商已經(jīng)做到了這一點(diǎn)。Reichental 說(shuō)：看看ParaMatters 公司利用CogniCAD 軟件在生成設(shè)計(jì)和拓?fù)鋬?yōu)化方面所做的出色工作。遺憾的是，還沒(méi)有企業(yè)能夠獨(dú)立提供所有必要的元素。

　　這就是企業(yè)需要合作的原因，也是ParaMatters 與Techniplas、Nexa3D 和NXT Factory 開展開放式創(chuàng)新計(jì)劃的原因。而且一些組織正在與3D 打印設(shè)備制造商合作，幫助他們最大限度地利用設(shè)備。

　　人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將有助于進(jìn)一步推動(dòng)這些努力，這些技術(shù)有助于制造商更輕松地創(chuàng)建設(shè)計(jì)。讓設(shè)計(jì)師們擁有了巨大能力，可以以幾年前還難以想象的方式對(duì)概念進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、測(cè)試和優(yōu)化。人工智能驅(qū)動(dòng)模式對(duì)人的唯一要求是輸入設(shè)計(jì)目標(biāo)和材料參數(shù)。其余的工作都由軟件完成。

　　說(shuō)到更智能、功能更強(qiáng)大的軟件，人們可能會(huì)問(wèn)，3D打印設(shè)備制造商在其中扮演著什么樣的角色？是什么阻止了制造設(shè)備的人開發(fā)智能解決方案？ Reichental 說(shuō)：可用資源的實(shí)際限制和持續(xù)產(chǎn)品開發(fā)的優(yōu)先級(jí)。

　　更明智的做法可能是，利用第三方軟件供應(yīng)商和大量終端用戶的綜合知識(shí)。利用大家的智慧可以快速開發(fā)出一套強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)。它將帶來(lái)指數(shù)級(jí)的進(jìn)步，而不是循序漸進(jìn)的收益。Reichental說(shuō)：“我認(rèn)為，現(xiàn)在是激活增材制造社區(qū)、建立一個(gè)能夠真正整合軟件和硬件的聯(lián)盟，從而實(shí)現(xiàn)制造業(yè)飛躍的最佳時(shí)機(jī)。我們的工作就是創(chuàng)造類似的商業(yè)環(huán)境，使伙伴關(guān)系和合作成為可能。”

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