成就客户
河北工业大学应用搭载NX软件的机器人3D打印复合材料
故事摘要
业务诉求：
目前市场上复合材料增材制造大多采用三自由度熔融沉积短切纤维复合材料的3D打印技术，该方法与传统制造技术加工的部件性能存在较大差距。适用于连续纤维的3D打印技术是提升复杂、异形复合材料性能的有效手段，这就需要以五轴/六轴的机器人为载体加以实现。
解决方案：
河北工业大学高端装备结构技术创新团队使用西门子NXTM软软件进行多轴沉积轨迹规划、机器人姿态编程、机器人语言后置处理，配合六自由度库卡机器人搭载多聚合物材料打印头，实现连续纤维增强树脂基材料3D打印。
实施效果：
利用西门子NX多轴增材模块可以对所需制造的数模进行快速生成加工轨迹，并模拟出加工过程，排除隐患。只需二三十分钟即可得到验证过的机器人执行代码，高效地开始复合材料的打印制造。
企业背景介绍
高端装备结构技术创新团队隶属于河北工业大学机械工程学院。围绕航空航天、汽车、生物医疗等领域的先进复合材料设计、制造、无损检测与性能评价开展前瞻性、前沿性以及重大关键技术应用基础研究。
企业亟待解决的业务问题
在现代航空航天、军工和高端民用的大型增材制造的工艺流程当中，使用机器人作为运动结构是一种灵活度较高、打印复杂工件的优先选择方式。但是从增材制造的原始模型到轨迹规划，再到输出机器人可用的运动代码，期间要经过繁琐的流程。针对当前快速迭代的打印工艺和轨迹形式，这无疑会降低整个迭代的速度。不管是外部还是内部提供的产品模型，尤其是STL这种小平面模型，在使用之前还需要进行检查、修复，可能还需要进行修改，常规的软件无法处理这种操作。
企业应用实践与探索
解决方案实际应用情况与探索:
河北工业大学高端装备结构技术创新团队采用西门子NX多轴增材模块和后处理模块，轻松地和库卡机器人组成了双头复合材料的增材制造系统。使用NX多轴增材功能可以方便快速地进行轨迹规划和虚拟打印仿真。
实施成效:
通过使用西门子NX多轴增材软件，可以直接处理研究项目中零部件的STL文件进行检查、修复，甚至修改。通常需要几个小时甚至几天的工作量才能完成的轨迹规划和后处理程序编写现在只要20-30分钟，即可完成全部流程。
针对生成的轨迹可以进行轨迹级、代码级、设备级的仿真。确保最终输入机器人的代码是可用并且不会对实验室和操作人员造成风险的。
西门子NX多轴增材不仅仅只是支持复合材料打印，还支持激光送粉、电弧送丝材料挤出、冷喷等多个3D工艺，并在硬件的配合下，还可支持增减材混合加工和多机器人协同加工。
实施企业反馈与点评:
“西门子NX软件的增材制造多轴沉积模块功能非常强大，对库卡机器人具有非常好的适应性。NX软件不仅可以快速完成轨迹规划与运动仿真，还支持对STL文件的编辑，良好地满足了我们对3D打印机器人路径规划系统的需求。”
程立金 副研究员
河北工业大学机械工程学院
未来合作展望:
程立金老师表示:“通过此次合作，我们和西门子工业软件确立一个良好的开始和互动，面向多样化的增材制造技术，西门子工业软件能够提供丰富的增材方案，我们期待能够与西门子工业软件携手解决末来增材制造过程中更具挑战的前瞻性技术难题。
董海林表示:“我们很荣幸能和程老师这样的创新科研人员合作，对高校的高端装备研究起到一份力量。我们同样期待和程老师所在实验室开展更多增材设计、打印仿真和多种工艺的合作。
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