入门的工作与三维工程数据

生产加工行业发生了一些在过去十年的重大变化，包括增加部分的复杂性，收缩用地面积和蒸发交货时间。在此背景下，已帮助推动这种变化一直是三维工程数据出现的范式之一，取代了纸部分图纸行业传统上用于报价，工艺开发和数控编程。

虽然流行语“无纸化制造”已经在词典中有一段时间了，无纸化可以与数字格式，如PDF进行通信相同的数据只是平均更换纸张，但无需打印任何东西了。实际的3D工程数据，如三维实体模型，可以让我们的工作在一个真正的数字化环境，不仅省去了纸张，但部分图纸本身，在很多情况下。

几乎所有世界范围的工程组织都在向其产品的3D建模移动，如果它已经没有这样做。随着3D设计的普及继续增长，3D工程数据将越来越多地推下供应链，这意味着每个供应链的每个参与者都必须得到更多的熟悉，并能够与3D工程完全处理。数据。

本文旨在帮助理解如何导航和揭开制造中的3D数据交换的神秘面纱。它试图解释3D设计的基础知识，为什么工程组织正在转向3D设计，3D数据对制造业有什么好处，使用3D数据的一些挑战，以及如何克服这些挑战，以确保组织有效地工作。

使用3D数据的好处

相对于2D设计机械产品，3D设计的好处是很多的，并为制造最终在数控机床上生产的产品的工程组织提供了许多好处。这些好处包括自动化工程功能的能力，包括创建完整的3D装配产品模型，以及执行工程分析，以确保部件正确执行。此外，创建一个零件的三维实体模型可以自动创建其他工程文件，包括制造图纸和材料清单。

从制造商的角度来看，3D数据是有益的，因为它可以让成品看起来像什么。当处理复杂的几何图形时，这可能特别有用，可能涉及许多旋转和棱柱特征，这可能特别难以仅从2D绘图解释。此外，如果一个组织有适当的CAD/CAM设施，直接从3D数据工作可以加快过程开发和数控编程，假设数据是准确和可靠的(后面会有更多)。

工程数据类型

首先要了解不同类型的可能遇到的数字化工程的数据是非常重要的。为了帮助更好地了解3D设计的三个主要组成部分，他们在类比人体上下文说明如下。

2D线框。线框架的几何形状基本上是在2D附图已经存在多年使用相同的几何形状。我们可以把二维图纸的像人的骨架。他们是非常严格的，精确的，机械的，但不是很灵活。最常见的2D线帧格式是DXF文件。DXF代表“数据交换格式”，是在各种工程的通信数字2D设计信息的标准格式
平台。

3D表面。3D表面模型显示整个3D图像和物体的形状。但是，它们没有任何体积密度。因此，它们非常类似于人体皮肤，因为它们非常灵活，也没有特别精确。典型的3D表面模型格式是IGES和步骤文件。与DXF格式不同，IGES格式（通常在发出“我猜”）并不是非常标准化的，并且根据它起源的工程系统，各种“味道”。3D表面模型，尤其是IGES格式的模型，对生产加工组织特别危险，因为它们通常不准确，并提供不充分的信息来准确地制造零件。

3D实体模型是在3D实体建模系统中创建的3D设计，如SolidWorks、Siemens NX(以前称为Unigraphics)、CATIA、Autodesk Inventor、Creo(以前称为Pro/E)以及其他一些系统。实体模型类似于人体模型。他们结合了骨骼(2D线框)和皮肤(3D表面)，同时提供了“内脏”，给模型体积物质。在3D建模的世界中，这些“内脏”通常被称为“特征”。上面列出的每个3D建模系统都有它自己的“原生”格式，其中包括以“特征树”形式存在的所有特征数据。3D模型也可以保存为“中性”或“标准”格式，如STEP或Parasolid，其中包括*。X_T (Parasolid Transmit)和*。X_B(参数化实体
二进制文件格式。

使用3D数据的陷阱

对于CNC制造商来说，如果只使用3D模型而不是2D打印，最大的缺陷可能是精度上的潜在损失。虽然3D模型在可视化方面很好，但它们通常使用公称尺寸设计，如果需要生产产品的单边公差如+0.005/-0，这可能会有问题。这种差异将需要在制造该部件时加以考虑。

使用3D建模系统设计其产品的组织通常将以上述中立格式之一提供3D数据，以其外部供应商和合作伙伴提供。当他们这样做时，它们提供了一个“愚蠢的”模型，而不是当文件以3D建模系统的本机格式提供时存在的“愚蠢”模型。这里的良好类比将使用基本文本（* .txt）文件进行比较Microsoft Word中创建的文件。虽然文本文件将所有关键信息传递给读者，但它将缺少原始Word文档的格式。

“哑巴”的其他主要问题模型的供应链的下游是他们通常不能修改,因为他们已经剥夺了他们的“情报”,他们不包括“特性”,驻留在本地创建3 d模型在工程系统。

此外，当文件从它们的原生“智能”格式保存为中立的“哑”格式时，就有可能出现数据损坏或丢失，所有这些都会使模型对接收者的用处降低。回到Microsoft Word与文本文件的类比，想象一个Word文件被保存为文本文件，但在这个过程中，不仅格式丢失了，而且每个单词的第一个字母也被删除了。类似地，当实体模型从一种格式转换为另一种格式时，也会发生恼人的数据丢失。

所以，如果哑模型可以提出问题，如不准确的数据，数据丢失，并不能为合作伙伴改变他们因为与可制造性设计问题的可能性，为什么他们被提供给开始？两个主要的原因如下：

保护知识产权：产品设计师在开发设计自己的产品投入大量资金。许多公司设计的产品不生产每甚至可以说，进入它们的组件的任何，
往往选择他们外包给那些在实际上使产品更具专业知识第二党组织。目前的挑战是，当一个组织决定
将生产外包出去，它就承担了风险——它的知识产权可能会遭到窃取和未经授权的复制。降低这种风险的一个好方法是向外来者提供愚蠢的模型，这些模型只提供足够的信息来制造部件，但不足以轻松地对其进行逆向工程，并进入业务开发相同的产品。

获得最优惠价格：通常，向外部供应商提供的工程数据通过客户的购买部门分发，而不是工程部门。采购代理的目标是获得最佳价格。购买以获得最优惠价格的最佳方式是让最潜在的供应商出价就业。获得提交报价的最佳潜在投标人宇宙的最佳方式是以大多数人可以阅读的格式提供数据。提供中性格式的数据，例如步骤或XT，允许更广泛的受众读取数据并因此提交出价。

求解制造问题的设计

因此，所有这些潜在的隐患，什么是精密制造商呢？One solution we’ve seen a number of shops adopt is to purchase a 3D design system like SolidWorks or CATIA, where they’ve opted for the system that the majority of their customers use (or the one their biggest customer uses) or one their personnel might already know from previous experience. This approach can present a number of challenges for a machine shop, including:

购买一个“完全成熟”的工程系统是非常昂贵的;

这些系统通常是为机械工程师而不是制造商开发的，所以它们对于制造组织来说可能过于复杂;

这些系统通常旨在从“从零开始”设计零件，而不是修改现有的设计，使之更加有利于制造。使一些“更有利于制造”可能意味着消除不必要的化妆品从模型的特点或更换为半径等功能与需要较少的加工时间来创建倒角。这意味着，我们经常看到机器车间沿着这条路走下去重绘3D模型为自己的目的，以确保其准确性和灵活性。在此过程中，这些组织放弃了很多潜在的节省时间的使用提供3D数据的客户。

随着越来越多的我们的客户提供3D数据的工作，我们已经看到了如何应对这些挑战才能真正放慢改革的步伐。为了克服这些瓶颈，我们已经推出了自己的3D“制造模拟”系统，称为PartMaker模型，以帮助我们的客户群在生产加工领域更加高效与这些应对挑战，但不尝试把它们变成产品设计公司。

Partmaker建模是基于Delcam的PowerShape平台，这是一家熟悉的系统，一直帮助摩尔摩制造商克服3D数据创作，翻译和操纵头痛多年。虽然该系统具有许多相同，熟悉的3D设计工具作为SolidWorks或Autodesk Inventor等系统，但它专门用于生产加工组织。因此，它比这些系统有效地定价。此外，Partmaker建模具有一些独特的技术，用于操纵差的质量，不准确或难以制造3D数据。具体而言，这些技术中的两个是：

The Solid Doctor: PartMaker Modeling’s Solid Doctor for data repair lets you find and fix faults in imported data automatically.The Solid Doctor works with data from all sources including standard formats like IGES, STEP and Parasolid, plus native files such as CATIA, SolidWorks, Siemens NX and Pro/Engineer. It allows automatic conversion of surface or solid models to perfect Parasolid bodies, well suited for CNC programming in our own or any other CAM system.

Direct Modeling: PartMaker Modeling’s Direct Modeling technology lets you identify, add, remove and edit solid features to “dumb solids” (solid or surface models with no feature history) including adding, removing or changing the size of fillets and/or chamfers and modifying features such as cuts, bosses, pockets and protrusions. Direct modeling allows for creating solid features that can later be modified quickly without having to either rebuild a model’s entire feature history or remodel it from scratch.

机械车间自动化的目的是消除与生产有关的成本。这同样适用于车间和编程功能。创建有效操作3D工程数据的能力是精密制造企业在加工工作中前进的一步。