[INTERVIEW] Industrialiser la fabrication additive avec les nouveaux workflows Hexagon Nexus et les outils DfAM

Hexagon AB, spécialiste des logiciels industriels, a lancé Nexus, une plate-forme co-conçue avec Microsoft, pour "l'avenir de la fabrication". La plate-forme numérique permet une collaboration en temps réel entre les ingénieurs et les fabricants tout au long du cycle de vie d'un produit, de la conception et de l'ingénierie à la production et à la qualité. Les capacités de conception pour la fabrication additive (DfAM) fournies par Nexus intéresseront particulièrement l'industrie de l'impression 3D.

Hexagon, un fournisseur mondial de solutions informatiques évalué à 292,52 milliards de dollars, estime que l'industrie de la FA "a un problème", le cloisonnement des données et la collaboration interne limitée "entravant gravement les progrès". Selon Parth Joshi, directeur des produits et de la technologie pour la division Manufacturing Intelligence d'Hexagon, qui décrit Nexus comme visant à "rassembler les esprits innovants dans toutes les disciplines et à leur donner les moyens" de s'attaquer à ce problème.

L'industrie de l'impression 3D a assisté au récent événement de lancement de Nexus et a demandé à Mathieu Pérennou, directeur des solutions de fabrication additive, Hexagon Manufacturing Intelligence, comment Nexus peut être utilisé pour les applications d'impression 3D. "C'est notre contribution pour aider les gens à surmonter les silos de données", a déclaré Pérennou. Nexus aide les clients à "utiliser la FA plus tôt et avec une plus grande confiance dans les résultats".

Lors du lancement, Stephen Graham, vice-président exécutif et directeur général de Nexus, a souligné que « l'ouverture » ​​était la clé de cette plate-forme. "Nous construisons un écosystème où vous pourrez trouver et connecter des technologies de n'importe quel fournisseur", a déclaré Graham. "Presque tout ce qui génère des données dans le contexte de la fabrication discrète peut être connecté à Nexus."

Nexus comprend trois applications : une application de rapport de métrologie ; une bibliothèque basée sur le cloud pour les données matérielles ; et une application de simulation de matériaux. De plus, Nexus propose également un flux de travail DfAM, présenté comme la première "solution" de la plate-forme. Cette plateforme de conception interactive en ligne permet aux équipes de développer conjointement des pièces imprimées en 3D et de les préparer pour l'impression à l'aide du procédé de fusion laser sur lit de poudre (PBF). "Notre nouvelle solution DfAM pour PBF sur Nexus offre plus de valeur qu'un seul logiciel utilisé isolément", affirme Pérennou.

Nexus ne se limitera pas à ces trois applications et à la première "solution" DfAM, avec de nouvelles fonctionnalités qui seront continuellement ajoutées au cours des mois et des années à venir. Pérennou affirme que c'est "ce que nos clients exigent et où réside la valeur". "Nous connectons les flux de travail à gauche et à droite. La clé pour nous est de connecter des données et des logiciels de qualité afin que nous puissions commencer à boucler davantage la boucle avec la production".

Inclus dès le lancement : trois nouvelles applications Nexus

L'application Nexus Metrology Reporting permet aux utilisateurs de combiner des données de métrologie Hexagon et tierces dans un environnement basé sur le cloud. Cette application permet une productivité accrue basée sur une prise de décision basée sur les données en fournissant des informations de métrologie en temps réel. En consolidant les données dans un tableau de bord centralisé, cette application est destinée à rendre les données et les rapports de métrologie accessibles aux entreprises de toutes tailles. En effet, il n'y a pas de limite au nombre d'utilisateurs qui peuvent se connecter et collaborer à tout moment, ce qui le rend évolutif et capable de supporter une industrialisation accrue. L'interface est également assez visuelle, fournissant des graphiques et des tableaux colorés pour aider les utilisateurs à identifier facilement les données pertinentes. Les utilisateurs peuvent se connecter à tout moment sur n'importe quel appareil et générer des rapports de CAO interactifs, des KPI et une documentation de conformité, ainsi que des données en temps réel partagées avec les clients, les fournisseurs et les collègues.

Materials Connect, une autre application Nexus, est une bibliothèque de données de matériaux basée sur le cloud. "Les données sur les matériaux sont au cœur de tout processus d'innovation de produit", affirme Graham, et Materials Connect fournit une base de données centralisée et accessible. Les utilisateurs peuvent saisir des données dans un modèle Excel, puis les importer dans la base de données cloud native. Le modèle comprend des instructions pour définir les attributs de données, les propriétés, les paramètres et les courbes sans nécessiter de configuration approfondie. Les courbes de données importées et les paramètres peuvent être visualisés de manière interactive dans l'interface utilisateur. Hexagon déclare que cette application peut permettre aux individus de gérer les matériaux, les données de test physique et les modèles de comportement pour l'utilisation de l'ingénierie assistée par ordinateur (IAO). "En démocratisant les données matérielles, cela peut aider à stimuler la productivité", atteste Graham.

Materials Enrich, qui fonctionne avec Materials Connect, est présenté comme une "application Enrich unique en son genre", offrant des simulations d'apprentissage automatique et de comportement des matériaux. Cette application permet aux utilisateurs de simuler et de localiser des matériaux qui n'ont peut-être pas été créés ou testés auparavant. Les données sont importées de Materials Connect et toutes les données manquantes peuvent être générées via des simulations. L'utilisateur peut choisir entre des technologies d'enrichissement combinant la modélisation des matériaux avec l'apprentissage automatique. Selon un indicateur de fidélité, l'application génère des données rapidement et avec précision, permettant aux utilisateurs de gagner du temps et de l'argent par rapport aux méthodes de test physiques.

Design for Additive Manufacturing (DfAM), la première "solution" Nexus

Outre les applications, Hexagon intègre également des flux de travail préconfigurés appelés "solutions" dans Nexus, dont le premier est axé sur DfAM.

Ce flux de travail désigné combine le logiciel MSC Apex Generative Design d'Hexagon avec AM Studio de CADS Additive et Materials Connect via le cloud. L'utilisation de ce logiciel tiers avec Nexus permet une collaboration et un partage de données en temps réel entre toutes les personnes impliquées dans la phase de conception. Pérennou compare le logiciel MSC Generative Design à un co-pilote "qui peut aider l'utilisateur à trouver rapidement un ensemble de candidats de conception qui satisfont l'objectif de performance mécanique (rigidité, résistance, etc.) avec une topologie hautement optimisée, c'est ce que j'appellerais compatible avec les additifs."

Une fois la phase de conception terminée, le logiciel de simulation de processus Simufact Additive d'Hexagon peut exécuter des simulations sur la pièce, en vérifiant sa fabricabilité. L'ingénieur de simulation peut travailler en collaboration et en temps réel avec le concepteur de produit et l'ingénieur de processus au cours de ce processus. Ainsi, la conception et la préparation de la fabrication de la pièce peuvent être rapidement ajustées pour répondre aux exigences du client et garantir la fabricabilité. Une fois les étapes de conception et de test terminées, le studio AM peut à nouveau être utilisé pour préparer le travail pour l'impression.

Le DfAM de Nexus propose également un tableau blanc interactif en trois dimensions, qui permet à tous les membres du projet d'effectuer en collaboration des revues de projet en direct. Cette plate-forme fournit des rendus 3D des géométries du projet et des affichages dynamiques des résultats générés tout au long du processus DfAM. De plus, ce tableau blanc permet aux utilisateurs d'effectuer des annotations et des croquis en temps réel sur le modèle 3D.

De nouvelles applications et « solutions » devraient être intégrées régulièrement à Nexus. Par exemple, à l'avenir, Hexagon connectera Digimat, sa suite de modélisation du comportement des matériaux. Digimat permettra aux utilisateurs d'effectuer DfAM pour une pièce composite et de stocker les propriétés du matériau, le modèle comportemental et tous les tests physiques effectués sur la pièce en un seul endroit. « Nous nous efforçons de faciliter l'évaluation des pièces adaptées au processus de FA, bien avant qu'elles ne plongent dans le DfAM ou la mise à l'échelle, et cela – je pense – reflète à quoi sert Nexus », déclare Pérennou. "Il s'agit de permettre aux gens de prendre plus facilement des décisions basées sur les données et de travailler ensemble à l'aide de leurs outils préférés d'Hexagon."

Annonce des marchés cibles clés et des plates-formes de processus initiaux

En rendant les avantages du cloud disponibles sans coûts élevés, intégration de système longue ou dépenses informatiques, Hexagon affirme que Nexus est conçu pour aider les entreprises de toutes tailles. En effet, compte tenu de l'ouverture de Nexus, les grandes entreprises peuvent connecter les équipes utilisant Nexus à leurs plates-formes logicielles d'entreprise. Par conséquent, les grandes entreprises peuvent utiliser Nexus tout en conservant leurs processus commerciaux et réglementaires établis.

Compte tenu de sa portée, Nexus cible plusieurs marchés verticaux clés de la FA, tels que le médical, l'espace et la défense, l'aérospatiale et l'automatisation industrielle. En ce qui concerne DfAM, Pérennou met en avant les "OEM, fournisseurs de niveau 1 ou bureaux AM" comme le principal marché cible. Étant donné que le flux de travail DfAM actuel de Nexus est axé sur le matériau PBF métallique, son principal objectif industriel réside dans l'aérospatiale, l'espace et la défense. Pourtant, Pérennou indique que le DfAM sera bientôt étendu à d'autres processus, permettant aux clients de concevoir pour SLS et FDM ou d'évoluer vers des pièces et des volumes plus importants avec Metal Binder Jetting (MBJ) et Directed Energy Deposition (DED).

Conception pour les applications de fabrication additive

Le DfAM est évident dans tous les secteurs manufacturiers. Dans le secteur aérospatial, GE a dévoilé son turbopropulseur avancé (ATP) imprimé en 3D, décrit comme "le premier moteur d'aviation" natif numérique "au monde". En utilisant la fabrication additive, le nombre de composants a été réduit de 30 % par rapport aux turbopropulseurs standards. La fabrication additive permet la consolidation des assemblages de pièces en composants uniques ; cela peut réduire le poids, réduire les besoins en espace et même améliorer la fiabilité à mesure que les points de défaillance sont supprimés.

Les outils logiciels de conception sont particulièrement utiles pour libérer les capacités de la fabrication additive. Par exemple, nTopology propose une suite de logiciels, comprenant des outils de conception générative, et a lancé en 2022, des outils DfAM pour sa plateforme d'optimisation de la topologie. "Cette nouvelle technologie permettra des avancées inédites dans l'industrie, telles que l'optimisation pilotée par le terrain, où le logiciel conçoit automatiquement des structures en treillis pour des objectifs et des contraintes définis par l'utilisateur", a déclaré Trevor Laughlin, vice-président produit chez nTopology. "En fin de compte, cela permettra à nos clients d'utiliser plus efficacement l'espace de conception AM, ce qui se traduira par des applications innovantes plus rapidement que jamais."

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Alex est un journaliste technologique de l'industrie de l'impression 3D qui aime rechercher et écrire des articles couvrant une grande variété de sujets. Titulaire d'un baccalauréat en histoire militaire et d'une maîtrise en histoire de la guerre, il s'intéresse vivement aux applications de fabrication additive dans les industries de la défense et de l'aérospatiale.