兼顧草圖構思到設計端 電腦輔助釋放創造力
- DIGITIMES企劃
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為了挽救2008年金融海嘯後低迷的經濟景氣，美國總統歐巴馬於2011年公佈「先進製造夥伴(AMP)」計畫，並率先成立「國家積層製造創新研究院(NAMII)」，也就是目前各界熱議之3D printing技術研發重鎮。雖然目前對於傳統以正向CAD軟體建模而大量生產的製造業而言，仍難以忍受其低落品質與效率；CAD軟體商卻已正視其未來發展，顯現End User期望加快產品從創意發想到上市的速度，而先從2D建模開始，逐步釋放設計人員創造力。
即便現今與積層製造相關的3D printing製造技術持續引發各界熱議，惟受限於材料、成本、品質等諸多限制，估計至少在百年內仍無法達到工業等級的精度、品質，且難以大量生產。僅被傳統以正向電腦輔助設計(CAD)建模而大量生產的業者，視為以塑料快速製造原型的RP(Rapid Prototyping)逆向工程的擴大應用之一。
更值得重視的，其實是3D printing對於數位化設計製造的深化應用，期待被用來大幅改變商業模式，縮短跨國代工產業鏈，並擴散全球「分散式製造(Distributed manufacturing)」生態圈。對於CAD軟體最大的挑戰，則不外乎End user為了提高靈活性、降低開模成本，加速實現設計創意；縮短與上下游廠商溝通時間，有效保全企業之營業機密，達到產品快速上市目標，而爭相導入3D printing直接建模技術。
為了同時符合傳統正逆向工程之需求，目前包括Siemens PLM Software、Autodesk、PTC等電腦輔助(CAX)軟體業者，均已提出相關2D/3D建模工具。
西門子新版NX 10軟體 提高3倍生產效率
如Siemens PLM Software發表的最新CAD軟體版本NX 10，便強調其不僅持續改進先前多個版本功能，強化易用性；並協助改善產品開發的靈活性，足以提升業者3倍生產效率。
包括從NX 9開始啟用的2D同步建模技術，便具有與突破性3D幾何體同步建模技術相同的自由度和速度；還能在NX草圖(sketch)環境裡，透過簡單、直觀的「推拉命令」，以等同3D同步建模技術的方式運行。進入NX 10版本後，因為加入T形聯結支援、點在曲線上約束、偏置約束等功能更為強大，更容易在2D草圖中選擇想要修改的曲線，以更多方法來改動和使用來自任何來源的2D資料，提升設計速度。
目前NX佈局設計工具集已全面整合到NX製圖應用模組(NX Drafting)，讓使用者可充份利用熟悉的製圖環境和基本的2D功能，不必重新學習，也消除維護2D舊設計系統之需求；便於讀取DXF/DWG/IGES等中間格式檔，以免受限於尺寸、約束條件。同時新增2D設計專用的「可重用物件功能(2D Component)」，在2D環境中的表現類似於3D物件，可按多層結構組織，方便在「重用庫」儲存和管理。
使用者以NX佈局設計建立的2D零組件在導航器中井井有條，且均已參數化，方便編輯與重用，只須從中拖放，而確保品質、節約設計階段。且由於2D零組件將以受約束參數化的草圖形式進入3D環境，當使用者在2D環境完成設計後，就能很輕易將一切資料移轉到3D修改、建模，毋須重構幾何物件。
NX Realize Shape創意塑型解決方案則屬一種創建高級3D模型的創新方式，最早是影視娛樂業首創來處理小面片模型，建立平滑、流暢的3D幾何形狀，再導入製造業處理NURBS模型。率先由NX 9推出後，能用來持續細分基本形狀，並逐步塑造出真實形狀，又稱為「細分建模」功能。
由於操作非常直觀，不必任何專業知識，就可以快速將構思概念化。使用者只要依一個籠狀物來建立形狀，並對其進行拉伸、掃掠、放樣、旋轉、複製等動作，就能以曲線或多義線來建立籠狀物的面，並隨意細分；從而更好控制順暢過渡區，形成可編輯NX特徵裡的高品質B曲面。
還能與NX無縫整合，刪減了設計人員從前使用單獨的自由形狀設計和工程開發等工具，卻常在轉檔過程因為某些面無法完全縫合，而須耗時與多重步驟重建，以維持設計者的原始想法。現在使用者透過NX創意塑型來細分建模，即可與其他曲面處理和設計工具結合或一起使用，大幅縮短產品開發時間；進而實現傳統方法難以完成的高質量、光滑平順之流線曲面造型；不必轉檔就能在NX完成造型設計，更提高設計自由度，適用於3D列印或直接為End User設計產品的企業。
Autodesk併購Delcam 能以PowerSHAP整合正逆向工程
2015版Autodesk Product Design Suite同時強化草圖繪製功能，並增加自由和直接編輯建模的新功能。讓使用者可利用Inventor軟體的新式建模方法，快速瀏覽和建立自由形狀模型，修改匯入之實體模型或原生檔案參數；並藉由新的約束工具和設置，輕鬆迅速地創作草圖。Inventor則更新其學習體驗環境和工具，透過個人儀表板(dashboard)和教學影片指導使用者的工作流程，得以簡易快速地掌握該軟體，強化零件、組裝及工程圖的操作功能。
在併購了CAD/CAM系統軟體商Delcam後，還能利用其正？逆向快速設計CAD軟體PowerSHAPE轉換資料與提升品質，快速反應客戶需求；並透過獨特的三合一混合造型Tribrid Modelling設計系統，在同一環境整合曲面、實體、三角網格、組裝等流程，而無須考慮分購或轉檔問題，進而整合ArtCAM浮雕應用，讓創意設計更發揮價值。
其Parasolid實體核心專為製造業設計，適合模具加工準備所用。除了能讀取客戶市面上所有CAD/CAM的Part檔，並對圖檔快速進行局部關聯交互修改，解決上下游CAD數據資料轉換？修補問題，免除在加工前輸出IGES的邊界遺失等困擾。即使從外部輸入的模型是IGES或無關聯紀錄之實體，只要透過PowerSHAPE獨特的Solid Doctor實體診斷修復工具，就能產生高品質的Parasolid格式，在實際作業前與客戶討論修改，再直接建模(Direct Modelling)；同時透過Exchange轉檔介面解決方案，將更容易確保不同CAD系統資料相容性。
同時利用「Reverse Engineering(逆向工程)」精簡過濾掃瞄點，經由Triangles產生曲線(交集？手動複合特徵曲線抓取)；曲面自動精確貼合網格STL，並透過自動偵測擬合曲面，控制曲面精度，使曲面更為平順，以及縮減建構曲面時間，有利於後續修改。
統合與協同合作CAD系統 以專屬工具加速創新
PTC公司最新發表的Creo 3.0版本，則強調在企業協同設計的早期開發階段，便提供了專屬工具進行概念開發，協助讓設計意圖順利進入細部流程，將賦予產品研發團隊所需的彈性和掌控力，開發更優質、更具設計感的產品。
其中，PTC Creo Parametric的Align Freestyle設計功能，將使設計者得以參數化實現自由形體設計，結合幾何創建、修改與相應的參數化設計意念；更具延展性且工具更豐富的PTC Creo Layout功能，可支援2D概念工程設計在3D參數化環境中無縫重覆使用；3D直接建模應用程式PTC Creo Direct，能迅速創建可充分重用的概念設計；進而由PTC Creo Design Exploration Extension在PTC Creo Parametric提供一個專屬環境，用於開發設計備選方案、檢視建模方法、及評估設計修改後可能造成的結果，大幅減少目前這些工作所需人力和開銷。
因應產業發展趨勢，未來PTC Creo還將加入專屬3D列印模型準備環境，識別與解決3D列印獨有問題，整合智慧定位工具，自動支援結構建立；建置PTC Creo認證的App & Extension開發工具，延伸現有PTC Creo extension程式碼，以及PTC Creo研發直接認證的合作夥伴Extension/App；利用圖形與組件功能，提供沉浸式高效能環境，包括：連續的即時真實材質、模組化重新產生大量組件、適當地使用常見圖形。
