NX 12 – co nowego w świecie modelowania? Recenzja najnowszej wersji oprogramowania Siemensa

NX to w pełni zintegrowany system CAD/CAM/CAE opracowany przez firmę Siemens PLM Software.  Oferuje szeroki zakres wsparcia dla prac inżynierskich na każdym etapie rozwoju produktu – rozpoczynając od projektowania koncepcyjnego, poprzez analizę wytrzymałościową, a kończąc na opracowaniu technologii i oprzyrządowania produkcyjnego. W uzupełnieniu z oprogramowaniem Teamcenter, NX tworzy kompletną platformę do zarządzania pełnym cyklem życia produktu.

Siemens NX: 40 lat rozwoju

Owe zmiany pozwalają m.in. na usprawnienie procesu produkcji, skuteczniejsze zarządzanie zasobami, a także poprawiają współpracę całej grupy pracującej przy danym projekcie poprzez pełną integrację użytkowników dzięki implementacji oprogramowania Teamcenter. Najnowsza wersja oprogramowania NX to już 12. edycja systemu rozwijanego nieustannie od przeszło 40 lat. Jakie są najważniejsze zmiany, które wprowadza wersja zaprezentowana w październiku ubiegłego roku?

Siemens NX – modelowanie podstawowe i (dużo) więcej

Aplikacje z rodziny NX w ciągu kilkudziesięciu lat obecności na rynku zdążyły wyrobić sobie renomę jednego z najbardziej uznanych narzędzi wspomagających zarządzanie cyklem życia produktu. Nie inaczej jest z najnowszą edycją. Doskonała funkcjonalność i intuicyjna, opierająca się na renderowaniu w czasie rzeczywistym obsługa w graficznym środowisku 1D/2D/3D stanowią nieocenione wsparcie w każdym rodzaju projektowania i produkcji opierającej się na systemach CNC. Program dodatkowo współpracuje z plikami utworzonymi w innych środowiskach CAD, dzięki czemu możliwa jest obsługa projektów pochodzących z konkurencyjnych systemów modelowania (SolidWorks, Autodesk itd.)

Nowe moduły zaimplementowane w NX 12

Możliwości systemu można dodatkowo poszerzyć dzięki wyspecjalizowanym modułom oferowanym przez producenta. Każdy z nich zawiera biblioteki i narzędzia wspomagające modelowanie danego produktu. Specjalizowane moduły opracowane dla najnowszej wersji środowiska Siemens NX wspierają projektowanie i produkcję m.in.:

• form wtryskowych i elementów frezowanych (również z zastosowaniem obróbki 5-osiowej);
• elementów tłoczonych na podstawie matryc (tłoczniki, wykrojniki itp.);
• blaszanych elementów giętych;
• systemów rurowych i stalowych konstrukcji ramowych (szczególnie użyteczne w branży stoczniowej);
• instalacji elektrycznych;
• dodatkowo również ulepszono programowanie maszyn CMM/CNC dzięki nowatorskiemu środowisku graficznemu generującemu obraz procesu obróbki w czasie rzeczywistym (zob. poniżej).

Szerokie możliwości bazowej wersji NX w połączeniu z arsenałem dodatkowych funkcji pozwalają na precyzyjne dostosowanie oprogramowania pod własne potrzeby, również z uwzględnienie indywidualnych uwarunkowań branży. Moduły dostępne są osobno dla użytkowników pełnej wersji oprogramowania NX. Szczegółowe informacje znaleźć można na stronie oficjalnego polskiego dystrybutora, firmy GM System.

NX 12 – najważniejsze zmiany

NX 12 wprowadza szereg innowacyjnych zmian, które na celu mają z jednej strony jeszcze większe ułatwienie projektowania, z drugiej zaś usprawnienie współpracy w obrębie grupy pracującej nad danym projektem. Do najważniejszych opcji, które przynosi nowa edycja, należą m.in.:

• Animation Designer – nowe narzędzie służące do animowania szkiców, brył, części i innych elementów geometrycznych. Stosować je można również w przypadku pracy na projektach wykonanych w innych programach CAD/CAM. Główna innowacja polega na wprowadzeniu pełniejszej niż kiedykolwiek kontroli użytkownika nad procesem modelowania: wystarczy wskazać elementy projektu, które powinny pozostać nieruchome, a system sam zidentyfikuje połączenia i zależności składowych wraz z zakresem ruchów danej części. W połączeniu z automatycznym wykrywaniem kolizji urządzenie pozwala na projektowanie bez wykonywania prototypów („cyfrowy bliźniak” – więcej w akapicie poniżej);
• modelowanie konwergentne i generatywne (Convergent/Generative Modeling) – nowe podejście do modelowanie, które oparte jest na tzw. geometrii fasetkowej, pozwalające na płynną pracę wraz z generowaną w czasie rzeczywistym analizą naprężeń, wytrzymałości materiałów itp., również w przypadku lekkich modeli ażurowych (zob. poniżej);

Modelowanie generatywne: zoptymalizowany model po lewej został opracowany z zastosowaniem zautomatyzowanej analizy materiałowej w programie NX CAM 12 (fot. materiały producenta Siemens PLM Software)

• Lattice – czyli wsparcie dla projektowania lekkich konstrukcji ażurowych. Pozwala na wypełnienie dowolnej przestrzeni strukturą siatki 3D co przekłada się na oszczędność materiału, przy jednoczesnym uzyskaniu wytrzymałości produktu wytworzonego z litego materiału;
• wsparcie dla wytwarzania przyrostowego (Additive Manufacturing) – NX w wersji 12 oferuje pełne wsparcie dla wytwarzania opierającego się na zwiększaniu objętości, a więc procesu jaki ma miejsce w czasie druku 3D;
• Mechatronics Concept Designer – umożliwia symulację złożonych ruchów systemów mechanicznych. Dzięki temu modułowi możliwe jest, już na wczesnym etapie projektowania maszyn, wprowadzenie do niego elementów mechaniki, elektroniki, mechaniki płynów czy oprogramowania.
• modelowanie hybrydowe ­‑ łączy w sobie wszelkie zalety modelowania bryłowego i powierzchniowego, oferując szerokie możliwości importu, ulepszenia i wykorzystania geometrii pochodzącej z innych systemów CAD.
• funkcja Feature2Cost – pozwala łatwo określić koszty produkcji części z tworzyw sztucznych i elementów tłoczonych. Poprzez identyfikację kluczowych cech geometrycznych oraz bezproblemowe przekazanie tych informacji do zarządzania kosztami produktu Teamcenter (TCPCM) można ocenić, które części są najbardziej kosztowne w wytworzeniu;
• ELMA – łatwe w użyciu i lekkie dla komputera narzędzie do wizualizacji, usprawniające obsługę ECAD/MCAD oraz jego projektowanie, przeglądanie i weryfikację;
• wielomonitorowość – NX 12 został zaprojektowany pod kątem współpracy z dwoma lub więcej monitorami. Gwarantuje to o wiele wyższą wygodę pracy niż w przypadku poprzednich wersji;
• inżynieria odwrotna – dostarcza paletę narzędzi umożliwiających odtwarzanie geometrii 3D, bazując na podstawie zaimportowanych obiektów uproszczonych STL, otrzymanych na przykład w procesie skanowania 3D. Dzięki nim możliwa jest analiza kształtu, naprawienie wadliwych miejsc czy tworzenie i modyfikacja krzywych i powierzchni dopasowanych do zaimportowanej geometrii.
• szybsze wczytywanie dużych złożeń – umożliwia o wiele szybsze (nawet 10-krotne) niż wcześniej ładowanie i obsługę bardzo dużych złożeń, nie powodując utraty stabilności stacji roboczej

Cyfrowy bliźniak – rewolucja u bram?

Choć powyższe zmiany mogą wydawać się wystarczająco imponujące, Siemens idzie w swoim projekcie dalej. Nie tyle bowiem innowacyjną, co wręcz rewolucyjną wydawać się może idea tzw. „cyfrowego bliźniaka” (digital twin), z myślą o której NX 12 został zaprojektowany. „Bliźniak” w najprostszym rozumieniu jest holistycznie pojmowanym modelem 3D, co do którego środowisko NX przygotowuje pełen projekt, zarówno procesu produkcji, jak również domniemanego (wskazanego przez użytkownika) charakteru użytkowania – wraz z oszacowaniem wytrzymałości, zachowania elementów w różnorakich warunkach, a także kwot materiałowych oraz kosztów i czasu produkcji zarówno danego elementu, jak również całości projektowanego urządzenia.

Idea „wirtualnego bliźniaka” pozwala na opracowanie pełnego projektu dowolnego urządzenia wraz z uwzględnieniem każdej składającej się na niego części, a także oszacowanie kosztów produkcji (fot. materiały producenta Siemens PLM Software).

Próby na wirtualnym prototypie

Dzięki cyfrowemu przedstawieniu zarówno samej części/urządzenia, jak również odtworzeniu linii produkcyjnej staje się możliwe dokładne jak nigdy wcześniej nie tylko oszacowanie opłacalności projektu, lecz także prowadzenie prób na prototypie, którego nie ma potrzeby fizycznie wyprodukować – wszystko bowiem analizowane jest w środowisku wirtualnym. W połączeniu z technologią wytwarzania addytywnego również z tanich, łatwo dostępnych elementów (np. piasku), Siemens przewiduje w tej kwestii prawdziwą rewolucję. Przyniesie ona nie tylko usprawnienie procesu projektowania i produkcji, lecz także przyczyni się do o wiele szybszej realizacji projektów opartych o nawet najbardziej nieprawdopodobne założenia. Dla pojedynczych inżynierów ta perspektywa wydaje się wystarczająco kusząca, ale czy przedsiębiorstwa zainteresują się tak zaawansowanym systemem? Przekonamy się już wkrótce.