Autodesk PowerMill 2019の新DEDプラグインでアディティブ製造設計を加速

Manufacturing Engineering（以下ME）： Autodeskの最新PowerMill 2019アップデートに新しいアディティブプラグインモジュールが追加されました。この「高堆積率」アディティブ製造システムとその仕組みについて説明していただけますか？

クリントン・ペリー： PowerMill 2019は、高堆積率アディティブプロセス——一般的に指向性エネルギー堆積（DED）として知られる——をプログラミングするための専用ツールスイートを提供します。DEDプロセスは、CNC工作機械または産業用ロボットを用い、電源（通常はレーザー、アーク、または電子ビーム）を空間内の一点に集中させます。同時に、材料（金属粉末またはワイヤー形態）が「ホットスポット」に供給されます。電源により材料が溶融し、溶融池が形成されます。この溶融池を操作することで、3D形状を高度に制御された方法で構築することが可能です。

粉末床式3Dプリンターに精通した方なら、それらが信じられないほど複雑な3D形状を生成できることをご存知でしょう。しかし、基盤技術により、材料堆積率と製造可能な部品サイズに制約があります。これらの制約が、特定の業界や用途におけるこの形態のアディティブ製造の採用に影響を与えてきました。

一方、DEDプロセスはより高い出力レベルと材料供給率を使用するため、実質的に高い堆積率が得られ、部品をより速く構築できます。さらに、CNC工作機械とロボットが提供する大きな作業包絡により、DEDははるかに大きな部品を構築できます。この2つの主要な特徴により、DEDは航空宇宙、発電などで一般的に見られる大型部品の製造においてコスト効率の良いソリューションとなります。

DEDプロセスを駆動するには、材料がどこにどのように堆積されるかを正確に制御し、局所的なオーバービルドを回避する高度に専門化された工具パスが必要です。PowerMill 2019では、堆積戦略の作成、制御、シミュレーションのための専用ツールスイートを提供し、メーカーがDEDの潜在能力を最大限に引き出せるよう支援します。

ME： 純粋なCNCや従来のアディティブシステムと比較して、ハイブリッド型CNC/AMマシンにはどのような利点がありますか？

ペリー： ほとんどの主流CNC工作機械メーカーが、アディティブとサブトラクティブ（切削）の両技術を提供するハイブリッドマシンを提供し始めています。明確なメリットがあります：単一のハイブリッドマシンは設置面積を削減し、部品セットアップ時間を短縮し、人的ミスのリスクを最小化します。しかし、真のメリットはもっと根本的なところにあります。

別々のアディティブとサブトラクティブワークフローでは、部品は通常、完全に堆積された後にCNCマシンへ移され精密切削されます。これはハイブリッドマシンでも可能ですが、より高い柔軟性により、両プロセスを別の方法で組み合わせることができます。

例えば、部品を部分的に堆積させた後、重要な特徴をCNC切削し、その後堆積と切削のフェーズを部品完成まで交互に繰り返すことができます。このような技術の組み合わせにより、ハイブリッドマシンは別々のマシンでは製造できない部品を生産可能になります。

この顕著な例が、オートデスクの英国先進製造施設で最近紹介されました。Hamuel Reichenbacher HSTM 150 HDハイブリッドマシンを用いて、損傷した航空宇宙コンプレッサディスクを修復しました。プロセスは、ディスクのブレード損傷チップをCNC切削で除去するところから始まり、その後レーザーと粉末DEDでチタンを堆積し、切削で除去した材料を置き換えました。最後に、高精度プロービングで測定し、CNC切削で余分な材料を除去し、新旧材料のほぼ完璧なブレンドを実現しました。

ME： 新しいPowerMillアディティブシステムは、3軸・5軸加工システムとロボットの両方を対象としています。CNCでの使用とロボットでの使用で、どのように異なりますか？

ペリー： 工具パス作成の観点では、違いは全くありません。PowerMillのアディティブ工具パスは、CNC工作機械でもロボットでも実行可能です。以下の用途に対応する一連のアディティブ戦略を提供します：

• 完全なプリズマティック形状を構築する2D工具パスの作成
• 既存部品への局所的特徴追加のための3軸/5軸戦略の生成（例：航空エンジンケーシング側面へのラグ追加）
• 部品への全面的または局所的なコーティング追加のための3軸/5軸モーション生成（例：高摩耗部品への耐摩耗コーティング追加）

アディティブ戦略は、サブトラクティブ工具パスを生成するのと同じインターフェースで作成されます。これにより、PowerMillの工具パス編集ツールで最適化可能です。さらに、レーザー出力、粉末供給率、ガス流量といった主要プロセスパラメータをポイント単位で編集できます。

工具パスの生成と最適化後、CNC工作機械/ロボットのバーチャルツインを用いてシミュレーション可能で、軸反転やオーバートラベルといった問題のある機械動作を特定・回避できます。

最終的に、PowerMillは工具パスをAutodesk Netfabbシミュレーションにエクスポートし、熱・応力関連のレビューを含むビルドプロセス全体のより詳細な解析を可能にします。これにより、メーカーはビルドプロセスが良好な部品を生成することへの信頼性を高められます。

ME： どのような顧客、業界、アプリケーションでこのシステムが使用されていますか？

ペリー： AMは航空宇宙、石油・ガス、金型・ダイ、発電、モータースポーツ、海洋など多くの業界に大きなメリットを提供します。世界有数の忙しい海運ハブであるロッテルダム港は、メンテナンスを必要とする大型船舶の要所です。商業貨物船が交換部品を待ちドックで足止めされると、文字通り数百万ドルの機会損失が発生します。従来のアプローチなら、世界の主要拠点に倉庫を建設し、万が一に備えてスペアパーツを備蓄することになります。

RAMLAB（ロッテルダム・アディティブ・マニュファクチャリング・ラボ）チームは、DEDとハイブリッド製造を用いて、必要なときに必要な場所で交換部品をオンデマンド生産する可能性を認識しました。

最初のプロジェクトでは、直径5フィート（1.5m）超、400kg以上の材料堆積を必要とする青銅合金プロペラを作成しました。完成したプロペラは徹底的な試験を経て、管轄当局により耐航性があるとして認証されました——アディティブ製造プロペラとして世界初です！ この方法で部品を生産することで、RAMLABは貨物船の休止時間を短縮できます。数百万ドルの遅延コストを回避できるだけでなく、フル装備の倉庫ネットワークを維持する必要もなくなります。

ME： 従来の切削加工において、PowerMill 2019でマシニストが見つけられるその他の新機能は何ですか？

ペリー： ソフトウェアにはサブトラクティブ製造向けのいくつかの拡張機能が含まれます。PowerMillは長年5軸衝突回避を提供しており、切削工具アセンブリの衝突やニアミスを回避する工具パスを作成できます。従来のリリースでは、ユーザーはさまざまな回避オプションから選択できました。選択は加工対象の形状と使用戦略に依存しました。PowerMill 2019には、すべての工具パスタイプとすべてのモデル形状で動作する新しい「自動」工具軸傾斜オプションが含まれます。これにより、プログラマーは安全な5軸NCコードをより簡単に作成でき、特に5軸加工に不慣れなユーザーに適しています。

PowerMillのVortex高能率荒加工戦略は、新しい「フロムストック」オプションで強化されました。オートデスクのアダプティブクリアリング機能に基づき、被削材ストックの形状に基づいたオフセットで工具パスを作成し、通常サイクルタイムを短縮します。テストでは、P20コアインサートを新しい「フロムストック」オプションと従来の「フロムモデル」工具パスタイプで加工しました。「フロムストック」オプションではサイクルタイムが33%高速化されました。

ViewMillはPowerMillのストックシミュレーションツールです。加工プロセスの任意の時点でストックのリアルな表現を表示します。PowerMill 2019のリリースにより、ViewMillには新しい「厚みシェーディングモード」が追加され、プログラマーが部品上の未加工ストック分布をより容易に可視化できるようになりました。一連のダイナミックスライダーバーにより、シミュレーションの色を変更して、仕上げ済み表面を即座に特定し、除去が必要な残留材料領域や、ゴウジング（過剰切削）が発生した可能性のある局所領域を表示できます。この改善により、プログラマーは部品が工作機械から取り出されるときに完全に加工されているかどうかにより高い信頼を持てるようになります。

PowerMill 2019には、重要な製造データをAutodesk Fusion Productionにエクスポートする機能も含まれます。Fusion Productionはクラウドベースのツールで、作業スケジューリング、ジョブ追跡、CNC工作機械稼働率監視を可能にします。主要なプロジェクトステークホルダーが製造施設のステータスに関する重要情報にアクセスでき、ボトルネックの特定、プロセスの見直し・改善、総合設備効率の最大化を支援します。クラウドベースシステムであるため、実質的にあらゆるモバイルまたはデスクトップデバイスから、いつでもどこでもデータにアクセスできます。

新製品リリース

計測開発元のHexagon Manufacturing Intelligence（ロードアイランド州ノースキングスタウン）が、同社計測ソフトウェアのPC-DMIS 2018 R1アップデートをリリースしました。これは2018年に予定されている2回のPC-DMISリリースの最初のものです。

PC-DMIS 2018 R1では、AutoFeatureを点群に変換したり、測定ヒットを新しい構築と寸法に使用したりできます（平面、円、シリンダーのAutoFeatureで利用可能）。各ヒットをベクトル点に変換することで、パス最適化機能を使用して点測定順序を改善し、プローブチップ交換回数と全体測定時間を削減できます。Q-DAS Tracesの新サポートにより、PC-DMISデータの分析が容易になります。新しいQuickSetコントロールにより、QuickFeatureとGD&T選択の両方を使用しながら、測定戦略の修正機能を維持できます。

「PC-DMIS 2018 R1では、ユーザー『Idea Center』から最もリクエストの多かった項目を実現するというコミットメントを果たします」と、Hexagon Manufacturing Intelligenceの計測ソフトウェア製品ラインマネージャー、ケン・ウッドバイン氏。「これにはグラフィカル点操作機能と『プッシュ・トゥ・ポイント』AutoFeature機能が含まれます。また、業界標準Q-DASソフトウェアとの統合を導入し、品質に影響する主要プロセスパラメータを特定・追跡できるようになりました。」

QuickFeature測定の速度向上により、ボルト穴パターンや、同じサイズ・形状の複数特徴を含む面において、ワンクリックで複数の円とシリンダーを作成可能になり、最適化されました。また、点群検査のための改善されたFlushとGap AutoFeatureワークフローも導入されています。

コレル（オンタリオ州オタワ）の

CorelCAD Mobileは、WindowsとMac向けCorelCAD 2018デスクトップアプリケーションを補完するスタンドアロンCADとして設計されています。CorelCAD Mobileサブスクライバーは、2D作図・編集・3D表示ツール、完全な注釈機能などを利用できます。より軽量な機能セットを求めるユーザー向けに、簡易機能版（2D/3D DWG表示と基本注釈）も無料で提供されます。

CorelCAD Mobileでは、外出先でのアイデアスケッチ、デスクトップとモバイル間での設計共有、会議の効率化、現場での図面注釈、必要に応じた図面修正が可能です。ソフトウェアはApple App Store（iPhone/iPad用）とGoogle Play Store（Android用）で提供中。サブスクリプションは年額$99.99または月額$9.99。無料簡易版も利用可能です。

最新WorkNC 2018 R1 CAMソフトウェアアップデート（Vero Software、英国グロスター/アラバマ州タスカルーサ）には、新しいWorkNC Designer「CAD for CAM」ダイレクトモデリングCADシステムに加え、新しいロボットモジュールが含まれます。ロボットが現場でより一般的になるにつれ、それらのオフラインプログラミングを提供するニーズが高まっていると、WorkNCブランドマネージャーのミゲル・ヨハン氏は語ります。

「WorkNC 2018 R1の新しいシミュレーションと特異点解決ツールにより、ユーザーはロボットが製造プロセスにもたらす莫大なメリットを最大限に活用できます」とヨハン氏。「例えば、ロボットアーム先端のツールは、フライスカッターだけでなく、グラインダー、レーザーヘッド、溶接ノズル、またはエンジニアリングの創造性が考え出すあらゆるツールになり得るため、工具パスをフライス加工の制約から解放します。」

ロボットでは、従来の固定部品・移動ツールという方法ではなく、ツールを固定して部品をその周りで動かすことも可能だとヨハン氏。「しかしロボットは、それをプログラミングするソフトウェアの質に依存します。WorkNC 2018 R1のこの最新開発により、メーカーはロボットテクノロジーの最先端に立つことができます。」

WorkNCには、Waveform荒加工に組み込まれた新機能もあり、トロコイダル加工戦略における新ツールサポートなど、効率とパフォーマンスが改善されています。

Software Updateはシニアエディター、Patrick Waurzyniakによって編集されています。