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西門子的新軟件首次使增材制造和傳統制造技術結合起來，從而為大眾市場生產個性化產品。
西門子集成了增材制造到其NX軟件套件的產品中。與傳統的制造技術不同，3D打印對產品的復雜性設計限制很少，這為批量定制化產品的生產打開了大門。
圖：西門子拓撲優化的設計（右）
傳統CAD技術本身就是為了支持傳統制造方法而創造的。因此，若要使用它們為增材制造進行設計優化，其局限性自然顯露無疑。
一個明顯的障礙是如何整合傳統和增材制造技術，3D打印使用完全不同的設計技術，甚至打印機讀取的數據格式也與傳統制造完全不同。在產品開發過程的各個階段，如何無縫記錄所有產品的相關數據，將增材制造工藝整合到這些系統中，成為制造商迫切需要的解決方案。
西門子現在已經開發出能彌補這一差距的軟件，從而使得設計開發者無需費力地在不同的數據格式之間來回轉換。
 輕量化工程的反思與傳統的制造技術，如銑削、噴涂、沖壓和鑄造相比，3D打印帶來產品形狀的自由度。其結果是有可能創建具有空腔或蜂窩結構的創新型輕量化零件。這使得3D打印在汽車和航空航天工業擁有廣闊的應用前景，然而許多3D打印技術的優越之處被無法達到與傳統制造方法一樣的精度抵消了，對于生產企業來說，引用3D打印技術就需要克服這項技術在工業生產中的障礙。
端到端的數據格式
為了將3D打印集成到工業生產過程中必須面對的挑戰之一是傳統的CAD技術是面向針對性的制造技術，并產生精確定義的幾何形狀。相比之下，3D打印設計則常采用面結合多面體來創建任意形狀，在制造過程中通過分層方法來層層制造出來。然而，3D打印設計的自由度雖然是一大優點，但目前3D打印通常無法實現傳統的機加工制造技術所達到的精度。
作為制造工藝之間的銜接需要，西門子已經開發了一個全新的系統稱為Convergent Modeling，現在是西門子NX的一部分，產品開發人員可以使用他們熟悉的CAD程序來設計3D打印產品，而無需轉換數據，新系統確保所有產品相關信息可以無縫追蹤。
全新的設計可能性
西門子Convergent Modeling消除了格式轉換間的局限，為設計人員提供操作靈活性，讓他們可以利用增材制造所提供的材料和工藝，快速創建新型的最優形狀。
Convergent Modeling的一大建模方法被稱之為“創成式設計-Generative Design”，在這種方法下，開發設計人員可以專注于產品所要達到的性能，而無需像傳統設計模式那樣考慮太多的加工限制。例如，在連接件的建模情況下，設計人員只需要輸入零件的可用空間、連接到其它組件的連接點以及作用于連接點上的力，系統會去運算建模結果。
NX提供了一個特殊的程序稱為拓撲優化，針對特定的產品功能自動計算出設計模型。這種方法創造的產品比傳統制造的產品輕很多，但機械性能同樣強大。此外，通過將后期的機械加工要求考慮進來，可以使3D打印設計的幾何形狀更為精確，滿足后期如銑削、鉆孔等需要。
Convergent Modeling也簡化了掃描數據的處理過程。醫療、汽車和消費品等不同行業的用戶越來越多地在設計過程中使用掃描3D數據。傳統而言，對現有設計進行逆向工程是一個成本頗高、極其復雜的過程，不規則的形狀尤其需要進行大量返工，才能用于3D打印、模具設計、分析以及其它用途。逆向工程的相關過程需要花費數天乃至數周的時間才能完成。但是利用Convergent Modeling，可以將掃描數據作為小面引入，在NX 11中直接進行操作，由此消除映射曲面、創建實體、以及人工創建任何其他形狀的步驟，進而大幅減少上述返工。
重要的工業合作伙伴
Convergent Modeling正在促進增材制造向傳統制造工業過程的整合。西門子與世界上最大的機床制造商通快合作，將通快的激光金屬打印設備配備了NX工作站。其結果是可以通過NX直接控制3D打印機，完成CAD-CAE-CAM的過程。此外，西門子還與3D打印專家Stratasys公司合作，將有可能通過NX直接操作各種Stratasys打印機。
總之，Convergent Modeling有望顯著的節約時間和成本，幫助消除易于出錯的返工階段，而這以往是處理掃描幾何體時的常見問題。此外，這一新技術消除了傳統CAD建模的限制，為3D打印進行零件優化。NX11簡化了設計流程，并為增材制造的發展提供支持，幫助企業將產品開發的創造性提升至全新的高度。
圖片來源：西門子
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