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3Matic软件的概念与FEA前处理的应用

在全球都在数字化的今天，数字化软件也在这一数字化浪潮中发展出来，3Matic软件就是一款基于数字化的CAD软件，数字化的优势就是可以很方便的进行自动化的操作，从而可以加快了软件的处理能力，缩短整个生产周期。

为什么数字信号可以进行更自动化的操作呢？这就好比模拟信号与数字信号一样，如下图

数字信号的处理采用的单一的格式。STL没有复杂的点线面关系，是离散的数字格式，所以它的处理速度可以很快，而传统的点、线、面模拟方式在创新性设计上有着它的优势，但是它的运算结构决定了它在点、线、面的处理及其复杂的连续性的关系上需要花费大量的运算时间。

将模拟的信号转化为数字的信号是提高处理速度的必然选择！越来越多的数字化取代了模拟的今天，这就像计算机的所有运算都是0和1二进制的算法一样，就像电子数字化一样，数字化CAD,数字化制造，数字化医学已经越来越多的名词出现在我们的视线中，并开始得到广泛的应

Forward Engineer ——数字化正向工程

从设计理念到最终产品完全的数字化流程

Forward Engineering正向工程:

减少反复循环与转换的步骤到最少(反复循环与转换时间是造成时间损耗与错误的起因)

模拟化反复流程

传统的工作流程在CAD数据和格化数据之间包含着很多的转换步骤

* 浪费了宝贵的时间

* 引起数据丢失和错误

数字化正向流程

将转换的步骤减少到最小

* 节省时间成本

* 减少转换过程中的错误和数据丢失

通过上图我们可以看到数字化CAD的好处就是将设计的整个流程不断的向前推进，减少了不断往复的档案转换修改过程，在一种数字化的STL格式下推进每一步的工作。

传统的逆向方法和正向的最大区别在于逆向的方法是需要将STL转化到Iges的格式（需要花费相当大的时间），然后你需要在运用传统CAD对Iges文件进行设计变更操作（注意这并不像CAD软件处理自身的软件格式这么容易，因为这时的Iges文件并不包含特征及历史信息）。而我们正向的方法正是避免了逆向的这些繁琐的转化工作，直接运用3Matic在STL文件上进行操作，这样大量的时间被节省了。

如下图的工作流程图，3Matic可以直接的进行RP快速成型处理，FEA&CFD分析处理，零件的修改变更处理以及模具的设计等后续工作，减少了STL->IGES->CAD的步骤，直接在STL上就可完成各种工作要求, 节省了大量的时间及数据转换所产生的问题！

以下我们以福特公司欧洲非碰撞性实验室负责人的一段话来阐述3Matic的优势所在：

“福特公司选择进入Forward Engineer正向工程的领域，选择3Matic软件解决方案以加快工作处理流程，从而使转档的STL直接与FEA&RP相连接，并将试制结果的情况直接变更原始模型，省去了不断反复循环的修改过程。”

福特公司选择3Matic来加快他们质量控制的流程，通过3Matic来处理和优化他们的3D模型，这可以使得他们将FEA的前期准备时间从1个月缩短到几天。运用3Matic工程师可以马上直接在STL上修改和重新设计特征,避免了返回到CAD中去修改，这样可以显著的加快数据处理和准备的时间。他们也可以轻松的去改善3D模型，从而提升FEA过程中的准确性，3Matic可以输出重新划分的格数据，以供后续为配合国务院的通知要求的FEA使用。运用3Matic平台对于RP的应用也有着同样的优势。

3Matic:强大的设计变更工具

3Matic是数字化CAD框架下的软件，它提供了非常广泛的工具来变更和优化设计，是产品设计和制造流程的平台。相比与其他CAD的优势就是在于它设计变更可针对其他CAD的模型很方便的进行，而且速度快。现在很多的设计工作并不是真正去设计一个全新的零件，而是通过对零件去进行变更设计以符合我们生产的需要。

例如：通常一个原始的设计并没有考虑其可制造性，还需要进行不断的修改与变更，所以它必须对设计进行变更和加上新的特征元素，像这种设计变更在数字化CAD的模型中可以自动化的进行处理，这正是3Matic所提供的。

通过提供强大的设计变更工具，3Matic对传统CAD系统的全新性设计是一个重要的补充。3Matic高度自动化的功能包括：便宜，拉伸，加厚，旋转和扫描等操作，STL的2D工程图产生，特征识别，进阶的切除功能，曲面修剪功能，圆角功能，曲线处理功能，厚度变化等其他功能。

可针对不同的CAD格式进行处理，不需要CAD的技巧

今天，公司不得不处理不同CAD软件上建构的数据，如果设计变更是必须的，你不仅需要投资所有不同的CAD系统，而且还要投资不同的CAD的人员来操作这些系统。CAD软件种类繁多，而且也不可能谁完全统一整个CAD市场。从这个角度看，使用3Matic将是最好的选择，它可以使花费购买不同的CAD软件变得多余。3Matic可以兼容所有常见的CAD格式，并在不需要特征树的情况下直接进行设计变更, 你可以同时输入其他不同的CAD档案和点云数据并可以很方便的进行处理和合并。所有这些操作都不需要考虑原有模型的档案格式，可以在单一的3Matic操作环境下实现，这与传统CAD相比有着无可比拟的优势。大家都知道传统的CAD软件由于采用点线面的运算法则，不同的CAD之间并不是同一档案格式，各个CAD软件之间并不能做到真正的档案转换，就算有着其他软件的接口，也无法识别其原始的特征模型，这就为以后的设计变更增加了难度，要知道在没有特征树的模型上进行设计的变更是一项非常困难的工作，而3Matic可以在STL上进行CAD的功能操作，使得我们在RP和FEA的分析后很方便的进行设计变更，而且在3Matic上进行修补和结构的更改也更为方便。

总结以上内容，我们可以总结出3Matic的优势主要体现在：

1. 3Matic可以接受各种不同格式的数据，扫描数据，三角片数据，点云数据，格数据，STL文件和CAD文档，都可以兼容在那末伸长率 ε ?FONT-FAMILY: 宋体; FONT-SIZE: 12pt"STL平台上进行处理。将整个流程和操作都使用STL这一种格式就可以了，没有档案转化的烦恼。而其他的软件仅仅只能从自身的CAD数据格式上进行处理。这样从STL转回CAD再转回STL到RP，这样的反复操作就大大增加了错误的几率和时间的浪费。

2. 3Matic拥有自动的STL修补功能，在修补面上有着独到的优势。传统的CAD修补面压胶枪大多非常麻烦和复杂。而3Matic是在STL格式上进行修补，相比传统的点线面方式就非常容易和快速。3Matic还提供批处理修复模块，可以将一系列的Iges文件，CAD文件，STL文件，3Matic和Fluent格等批处理的输入修复及进行格缩减功能。

3. 3Matic可以直接在STL文件上进行设计变更，将再设计的理念直接反映在STL文件上，保证了正向工程这一概念的推进。

应用领域：

3Matic案例一----“Add On” 添加设计

3Matic提供了最直接的方式，从扫描粘土模型的点云开始眼部护理、装配结构的设计、模具设计到最后的成品。从艺术家头脑中的模型到实际生产出来，不到一天就可以完成。不需要通过逆向软件，CAD软件，RP软件之间的不断转换来完成，这就是基于数字化CAD（STL）的正向工程的理念----快速，简洁，高效。

粘土模型扫描点云数据3Matic中加入肋和装配孔 模具设计成品

3Matic案例二----“Corrective”修正设计

由于转档产生的文件数据丢失，几何形状破坏，3Matic中独有的CAD功能可以直接在STL格式上进行处理修复，降低了档案繁琐的转换问题。

3Matic案例三——模型修复与格重化

可针对FEA前处理进行各种文件（点云数据， CT数据， CAD数据）的修复与格的重化，从而加快FEA的计算时间，获得更为精确的分析结果。

为什么Westland直升机公司选择3Matic软件：

1）3Matic可以节省时间：与传统的方式相比从数据输入到生成面格可以减少50%的时间

2）提升了面格的质量

3）可以方便的读取面格数据，并很简单地修改他们

4）可以从扫描数据生成面格数据

5）可以将ACIS面，STL文件，点云数据和Fluent格统一结合起来产生修改好的曲面格

6）3Matic的STL文件格式可以直接被他们的风洞试验部门用来进行RP生产，这将缩短以后的试验时间，并随时可以将风洞试验的修改意见在STL上体现出来。

3Matic在RP/M的应用

1．2005北美车展的概念车SLA模型(3Matic&Magics design)

2．雪铁龙汽车模型(3Matic&Magics design)

3．Scan to RP model(3Matic&Magics design)

4．柔性夹具系统及Rapidfit的应用：

长春一汽大众也于近期采购了柔性脱水的方法主要有筛脱水和离心过滤脱水夹具系统及Magics Rapidfit模块。

5．定制化助听器的应用:

Materialise与Phonok&Siemens的合作项目,每年有生产超过200万个定制化的助听器产品。

(end)