前沿觀察：先進的CAD軟件如何加速設計進程？

  好消息是，為進一步幫助企業產品設計研發團隊加速產品設計進程，設計更出色的創新產品，三維設計軟件的知名供應商PTC于近期隆重發布了PTC Creo 8.0。作為一款3D建模應用軟件領域的經典之作，與其他CAD軟件相比，PTC Creo 8.0有哪些新功能？融入了哪些新技術？提高了哪些可用性和效率？本文將圍繞Creo 8.0三個功能的改進——“基于模型的定義（MBD）、仿真和創成式設計、增材制造和減材制造”，以此來探討您的CAD軟件是否能勝任當下，加速設計進程？

  基于模型的定義（MBD）是產品數字化定義的先進方法，是一個用集成的三維實體模型來完整表達產品定義信息的方法體，它通過圖形和文字表達的方式，直觀地表達了一個產品的外觀和功能需求，詳細規定了三維實體模型中產品尺寸、公差、制造技術要求等產品非幾何制造工藝信息的三維表達方法。

  在制造企業的研發團隊，無數的設計人員有著一個共同的夢想：保證以較短時間、較快效率、較低成本研制出新型產品，并保證產品具有符合設計要求的制造質量，而MBD技術將為推動這一目標的實現提供重要保障。作為MBD技術的先行者，PTC一直致力于該方法的普及，近期推出的Creo 8.0新增了功能完善的MBD和細節設計工具，可以幫助設計人員創建豐富而詳實的CAD模型，為制造、檢查和供應鏈提供強大依據。

  在Creo 8.0中利用基于模型的定義（MBD）創建的CAD模型

  尤其，Creo 8.0實現了對MBD工作流程的改進，縮短了產品上市時間、減少錯誤和降低成本，同時不影響質量。通過Creo 8.0建立的CAD模型，其3D注釋是語義化的，其他軟件也可以理解這些3D注釋及幾何參考。同時，在Creo 8.0中，用戶也可利用組件驗證幾何尺寸和公差，簡化設計驗證過程。此外，細節設計功能也得到了加強，新增了草繪工具，可輕松傳達設計意圖。

筆者認為，

  PTC很早就將MBD技術融入到了Creo中，不僅減輕了產品開發過程對于物理樣機的高度依賴，改變了傳統以工程圖為主要設計與制造依據，將三維實體模型真正貫穿于整個產品的生命周期；同時，由Creo生成的內容可以在制造、供應鏈、庫存以及整個企業的下游使用，真正做到了產品開發工作流程的簡化。

  仿真是一種快速發展的計算技術，是支持工程師進行產品創新設計的重要支撐技術。目前，全球制造業的高速發展也加快了企業對于仿真技術的探索和依賴，越來越多的企業不斷加大在仿真分析方面的投入，因為他們漸漸意識到：仿真功能已從可選項轉變為了必選項，因為仿真在實現重大工程和工業產品設計、分析與優化方面作用顯著，能保證產品質量的同時大幅縮短產品研發周期，節省產品研發成本。

  創成式設計是根據一些初始參數通過迭代并調整得到一個優化模型，是由人工智能驅動的流程。創成式設計和仿真相結合，有助于激發設計師獲得新的設計靈感，創造出擁有不同尋常的復雜的結構設計產品。

基于Creo 8.0創建的仿真案例

筆者觀察，

當然，仿真和創成式設計結合的力量遠不止于產品設計過程，還可以圍繞各種功能目標進行制造優化，包括以材料、強度、傳熱、流體動力學和重量為目標的增材制造優化。未來，通過仿真和創成式設計的無縫結合，必將為用戶帶來革命性的設計與制造優化方案，有助于提高研發效率、加速創新、更快將產品推向市場。

在智能制造時代，一方面，以增材制造技術為代表的創新型制造工藝，憑借在小規模定制、供應鏈管理、自由設計、靈活化制造和快速原型等制造方面的優勢，打破了傳統制造工藝的束縛，對原有的供應鏈機制和供應方式產生了深遠的影響；同時，也打開了設計的枷鎖，讓設計師更專注于產品的功能需求，為產品創新設計來了更大的設計空間和自由度。

另一方面，傳統的減材制造工藝仍然是創客、手工匠人和工業設計師們創造過程中不可或缺的一部分，在智能制造時代依然難以被取代。在實際工業需求中，單獨使用增材制造或者減材制造技術，對市場需要而言是遠遠不夠的。

值得注意的是，新版的Creo 8.0改進和簡化了增材制造和減材制造的設計，包括仿真驅動的晶格設計和對減材制造中機械加工的改進，產品設計工程師可以更輕松地進行優化設計。首先，借助Creo 8.0的增材制造功能，設計師可以使用高級晶格結構來充分減輕重量，并可以根據仿真結果應用多種晶格結構，例如來自CSL和Creo Simulate的仿真結果現在可用于優化晶格的變形。此功能可通過相同的晶格功能UI和工作流程來訪問。

基于Creo 8.0的減材制造設計案例

其次，Creo 8.0中，增材制造功能增強了構建方向和托盤設置，這可以加快生產速度，提高構建質量，讓產品的可打印性更高。此外，對于減材制造，Creo 8.0簡化了高速5軸銑削刀具路徑，提高了5軸高速加工能力，具有易用的同時5軸和3+2軸無碰撞刀具路徑，成功縮短了設置和加工時間。

筆者認為，

此外，在可用性和效率方面，Creo 8.0將核心建模的工作流進行簡化，操控板得到改進，模型樹界面和快照便于輕松查看設計草稿。

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