[インタビュー] 新しい Hexagon Nexus ワークフローと DfAM ツールによる積層造形の工業化

産業用ソフトウェアのスペシャリストである Hexagon AB は、「製造の未来」に向けて Microsoft と共同開発したプラットフォームである Nexus を立ち上げました。 デジタル プラットフォームにより、設計、エンジニアリングから生産、品質に至るまで、製品のライフサイクル全体にわたってエンジニアとメーカー間のリアルタイムのコラボレーションが可能になります。 Nexus が提供する Design for Additive Manufacturing (DfAM) 機能は、3D プリンティング業界にとって特に興味深いものとなるでしょう。

評価額2,925億2,000万ドルの世界的なITソリューションプロバイダーであるヘキサゴンは、データのサイロ化と限られた社内コラボレーションが「進歩を著しく妨げている」というAM業界には「問題がある」と考えている。 これは、Hexagon のマニュファクチャリング インテリジェンス部門の製品および技術最高責任者である Parth Joshi 氏によるもので、Nexus の目的は「分野を超えて革新的な人材を結集し、この課題に取り組む力を与える」ことであると概説しています。

3D プリンティング業界は、最近の Nexus 発表イベントに出席し、Hexagon Manufacturing Intelligence の積層造形ソリューション ディレクターである Mathieu Pérennou 氏に、Nexus を 3D プリンティング アプリケーションにどのように使用できるかについて尋ねました。 「これは人々がデータサイロを克服できるよう支援するための私たちの貢献です」とペレンヌー氏は述べた。 Nexus は、顧客が「より早く、結果に大きな自信を持って AM を使用できる」よう支援します。

Nexus のエグゼクティブバイスプレジデント兼ゼネラルマネージャーである Stephen Graham 氏は、立ち上げに際し、このプラットフォームの鍵として「オープン性」を強調しました。 「私たちは、あらゆるベンダーのテクノロジーを見つけて接続できるエコシステムを構築しています」とグラハム氏は述べています。 「個別製造のコンテキストでデータを生成するほとんどすべてのものを Nexus に接続できます。」

Nexus には 3 つのアプリが含まれています。 材料データ用のクラウドベースのライブラリ。 そして材料シミュレーションアプリ。 さらに、Nexus はプラットフォーム初の「ソリューション」として宣伝される DfAM ワークフローも提供しています。 このオンライン インタラクティブな設計プラットフォームを使用すると、チームが共同で 3D プリント部品を開発し、レーザー パウダー ベッド フュージョン (PBF) プロセスを使用してプリントする準備をすることができます。 「Nexus 上の新しい DfAM for PBF ソリューションは、単一のソフトウェアを単独で使用するよりも多くの価値を提供します」とペレンヌー氏は主張します。

Nexus はこれら 3 つのアプリと最初の DfAM 「ソリューション」に限定されず、今後数か月から数年にわたって新機能が継続的に追加される予定です。 ペレンヌーは、これが「顧客が求めているものであり、価値がどこにあるのか」と主張しています。 「私たちはワークフローを左右に接続しています。私たちにとって重要なのは、生産とのループをさらに閉じ始めることができるように、高品質のデータとソフトウェアを接続することです。」

発売当初から含まれている: 3 つの新しい Nexus アプリ

Nexus Metrology Reporting アプリを使用すると、ユーザーはクラウドベースの環境内で Hexagon とサードパーティの計測データを組み合わせることができます。 このアプリは、リアルタイムの計測情報を提供することで、データ主導の意思決定に基づいた生産性の向上を可能にします。 このアプリは、データを一元化されたダッシュボードに統合することで、あらゆる規模の企業が計測データとレポートにアクセスできるようにする予定です。 実際、一度にログインして共同作業できるユーザーの数に制限はないため、拡張性があり、工業化の促進をサポートできます。 インターフェイスは非常に視覚的でもあり、ユーザーが関連データを簡単に識別できるようにカラフルなグラフやチャートが表示されます。 ユーザーはいつでも、どのデバイスでもログインして、インタラクティブな CAD レポート、KPI、コンプライアンス文書を生成し、顧客、サプライヤー、同僚と共有するリアルタイム データを生成できます。

もう 1 つの Nexus アプリである Materials Connect は、クラウドベースのマテリアル データ ライブラリです。 「材料データはあらゆる製品革新プロセスの中核です」と Graham 氏は主張し、マテリアルズ コネクトは一元化されたアクセス可能なデータベースを提供します。 ユーザーは Excel テンプレートにデータを入力し、これをクラウドネイティブ データベースにインポートできます。 テンプレートには、大規模な構成を必要とせずにデータ属性、プロパティ、パラメータ、曲線を定義するためのガイドラインが含まれています。 インポートされたデータ曲線とパラメータは、ユーザー インターフェイス内でインタラクティブに視覚化できます。 Hexagon は、このアプリにより、個人が材料、物理テスト データ、コンピューター支援エンジニアリング (CAE) で使用する動作モデルを管理できるようになると述べています。 「材料データを民主化することで、生産性の向上に役立ちます」と Graham 氏は証言します。

Materials Connect と連携する Materials Enrich は、機械学習と材料挙動シミュレーションを提供する「この種初の Enrich アプリ」として宣伝されています。 このアプリを使用すると、ユーザーは作成されていない、または以前にテストされていない可能性のある材料をシミュレートして検索できます。 データは Materials Connect からインポートされ、不足しているデータはシミュレーションを通じて生成できます。 ユーザーは、材料モデリングと機械学習を組み合わせたエンリッチメント技術の中から選択できます。 忠実度指標によると、アプリはデータを迅速かつ正確に生成するため、ユーザーは物理的なテスト方法に比べて時間と費用を節約できます。

Nexus の最初の「ソリューション」である Design for Additive Manufacturing (DfAM)

Hexagon はアプリに加えて、「ソリューション」と呼ばれる事前設定されたワークフローも Nexus に組み込んでおり、その最初のワークフローは DfAM に焦点を当てています。

この指定されたワークフローは、Hexagon の MSC Apex Generative Design ソフトウェアと、CADS Additive の AM Studio およびクラウド経由の Materials Connect を組み合わせたものです。 このサードパーティ ソフトウェアを Nexus で使用すると、設計段階に関与するすべての個人間でのリアルタイムのコラボレーションとデータ共有が可能になります。 ペレンヌー氏は、MSC ジェネレーティブ デザイン ソフトウェアをコパイロットに例えています。「高度に最適化されたトポロジーを備えた機械的性能目標 (剛性、強度など) を満たす一連の設計候補をユーザーが迅速に見つけるのに役立ちます。これは、私がそう呼ぶものです」添加物に優しい。」

設計段階が完了すると、Hexagon の Simufact Additive プロセス シミュレーション ソフトウェアで部品のシミュレーションを実行し、製造可能性をチェックできます。 シミュレーション エンジニアは、このプロセス中に製品設計者やプロセス エンジニアとリアルタイムで協力して作業できます。 したがって、部品の設計と構築の準備を迅速に調整して、顧客の要件を満たし、製造可能性を確保できます。 設計とテストの段階が完了すると、AM スタジオを再び活用してジョブの印刷を準備できます。

Nexus の DfAM は、インタラクティブな 3 次元ホワイトボードも提供しており、プロジェクト メンバー全員が共同でライブ プロジェクト レビューを実行できるようになります。 このプラットフォームは、プロジェクト ジオメトリの 3D レンダリングと、DfAM プロセス全体で生成された結果の動的な表示を提供します。 さらに、このホワイトボードを使用すると、ユーザーは 3D モデル上でリアルタイムの注釈やスケッチを行うことができます。

新しいアプリと「ソリューション」は定期的に Nexus に組み込まれる予定です。 たとえば、将来的には、Hexagon は、その材料挙動モデリング スイートである Digimat に接続する予定です。 Digimat を使用すると、ユーザーは複合部品に対して DfAM を実行し、材料特性、動作モデル、および部品に対して実行された物理テストを 1 か所に保存できるようになります。 「私たちは、DfAM やスケーリングに入るずっと前に、どの部分が AM プロセスに適しているかを簡単に評価できるように取り組んでいます。これが Nexus の目的を捉えていると思います」とペレンヌー氏は言います。 「人々がデータに基づいた意思決定を行い、Hexagon の好みのツールを使用して共同作業することを容易にすることです。」

主要なターゲット市場と初期プロセスプラットフォームを発表

Nexus は、高コスト、長期にわたるシステム統合、IT 支出を必要とせずにクラウドの利点を利用できるようにすることで、あらゆる規模の企業を支援できるように設計されていると Hexagon は主張します。 実際、Nexus のオープン性を考慮すると、大企業は Nexus を使用しているチームをエンタープライズ ソフトウェア プラットフォームに接続できます。 したがって、大企業は確立されたビジネスおよび規制プロセスを維持しながら、Nexus を利用できます。

その範囲を考えると、Nexus は、医療、宇宙と防衛、航空宇宙、産業オートメーションなど、いくつかの主要な AM 業界をターゲットにしています。 DfAM に関して、ペレンヌー氏は、主要なターゲット市場として「OEM、ティア 1 サプライヤー、または AM 局」を強調しています。 Nexus の現在の DfAM ワークフローは金属 PBF 材料に重点を置いているため、業界の主な焦点は航空宇宙、宇宙、防衛にあります。 しかし、ペレンヌー氏は、DfAM が間もなく他のプロセスにも拡張され、顧客が SLS や FDM 向けに設計したり、金属バインダー ジェッティング (MBJ) や指向性エネルギー蒸着 (DED) を使用してより大きな部品や体積に拡張したりできるようになると示唆しています。

積層造形アプリケーション向けの設計

DfAM は製造部門全体で明らかです。 航空宇宙分野では、GEは「世界初の『デジタルネイティブ』航空エンジン」と称される3Dプリントされた先進的ターボプロップ(ATP)エンジンを発表した。 積層造形を使用することにより、標準のターボプロップ エンジンと比較してコンポーネントの数が 30% 削減されました。 積層造形により、部品アセンブリを単一コンポーネントに統合できます。 これにより、重量が軽減され、必要なスペースが減り、障害点がなくなるため信頼性も向上します。

設計ソフトウェア ツールは、積層造形の機能を解放するのに特に役立ちます。 たとえば、nTopology はジェネレーティブ デザイン ツールを含む一連のソフトウェアを提供しており、2022 年にはトポロジー最適化プラットフォーム用の DfAM ツールを発売しました。 nTopology の製品副社長 Trevor Laughlin 氏は次のように述べています。「この新しいテクノロジーにより、ユーザー定義の目的や制約に合わせてソフトウェアが格子構造を自動的に設計するフィールド駆動型の最適化など、業界初の進歩が可能になります。」 「最終的には、これによりお客様は AM 設計スペースをより効率的に利用できるようになり、革新的なアプリケーションをこれまでよりも早く開発できるようになります。」

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Alex は 3D プリンティング業界のテクノロジー ジャーナリストであり、さまざまなトピックをカバーする記事の調査と執筆を楽しんでいます。 軍事史の学士号と戦争史の修士号を取得している彼は、防衛および航空宇宙産業における積層造形アプリケーションに強い関心を持っています。