所面臨的挑戰(zhàn)：

National Superconducting Cyclotron Laboratory (NSCL，國家超導(dǎo)回旋加速器實(shí)驗(yàn)室) 是世界頂級(jí)的核科學(xué)研究機(jī)構(gòu)之一。這里的工程師意識(shí)到，他們需要更加注重機(jī)械設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)。

涉及方案：

現(xiàn)在，NSCL 的研究員使用 SolidWorks 設(shè)計(jì)和開發(fā)多種加速器組件和探測(cè)器，以支持尖端核科學(xué)實(shí)驗(yàn)，例如作為 NSCL 再加速器 (ReA3) 一部分的束線上方區(qū)塊。

效果：

• 縮短了設(shè)計(jì)周期
• 提高了處理大型裝配體的能力
• 通過減少廢品/返工降低了開發(fā)成本
• 通過增強(qiáng)的精度控制提高了質(zhì)量

客戶故事

國家超導(dǎo)回旋加速器實(shí)驗(yàn)室 (NSCL) 與全球科學(xué)家一起對(duì)重要的核科學(xué)、核天體物理學(xué)和加速器物理學(xué)進(jìn)行高級(jí)研究。NSCL 位于密歇根州立大學(xué)校園內(nèi)，技術(shù)精湛的工程師團(tuán)隊(duì)與研究人員通力合作，一道為多種加速器組件和探測(cè)器設(shè)計(jì)和開發(fā)各種設(shè)備，以支持尖端核科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在 2004 年之前，該研究所使用其他供應(yīng)商提供的 CAD 軟件包。據(jù)高級(jí)工程師 Jack Ottarson 稱，當(dāng)時(shí) NSCL 的工程師們發(fā)現(xiàn)他們需要更注重機(jī)械設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)。

“我們以前的 CAD 供應(yīng)商主要側(cè)重于土木工程和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建模軟件包無法提供我們開發(fā)實(shí)驗(yàn)設(shè)備所需的那些機(jī)械設(shè)計(jì)功能，”Ottarson 解釋道，“我們?cè)O(shè)計(jì)從兩個(gè)零部件到數(shù)千部件不等的裝配體。因此，我們需要能提升設(shè)備創(chuàng)建效率、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)更改并使與加工車間的交互更有效的 3D CAD 軟件包。”

NSCL 工程師評(píng)估了多個(gè) CAD 軟件包，最終選擇 SolidWorks Research Edition 作為其主要開發(fā)平臺(tái)。最初，實(shí)驗(yàn)室選擇 18 套 SolidWorks 軟件，因?yàn)槠湟子谑褂谩⒛芘c車間加工軟件有效交流并具有大型裝配體功能。此外，NSCL 工程師還十分欣賞此軟件的集成式仿真工具、配置功能和 SolidWorks eDrawings 交流應(yīng)用程序。現(xiàn)在，NSCL 部署了超過 100 套 SolidWorks。

“我們需要的軟件包不但要能夠滿足相關(guān)要求，而且學(xué)習(xí)曲線還要比較短，”Ottarson 回憶道，“SOLIDWORKS 軟件經(jīng)過證明是我們理想的軟件包。”

改進(jìn)的靈活性縮短了設(shè)計(jì)周期

自從實(shí)施 SolidWorks 軟件后，NSCL 縮短了其開發(fā)周期，并還能對(duì)工程問題考慮多個(gè)技術(shù)解決方案。對(duì)靈活工作流程和精益生產(chǎn)的推動(dòng)理順了操作，Ottarson 認(rèn)為部分時(shí)間的節(jié)省得益于 SolidWorks 軟件簡(jiǎn)易化了針對(duì)大裝配體的設(shè)計(jì)更改，以及該軟件改善了 NSCL 工程師與實(shí)驗(yàn)室制造車間之間的交流。

“無論我們?yōu)椴煌愋偷募铀倨髟O(shè)計(jì)何種裝備或設(shè)備，我們都能更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，而無需眾多附加細(xì)節(jié)更改，”Ottarson 指出，“我們?cè)趦?nèi)部完成大部分制造，而 SolidWorks 軟件至少讓我們可以更適度輕松地與車間交流。我們的機(jī)械師可以訪問實(shí)體模型，這消除了疑問和誤解。我們的零件出品速度更快了，因此我們可以擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍。”

集成式仿真工具提升品質(zhì)

遷移至 SolidWorks 軟件后，NSCL 工程師還通過集成式設(shè)計(jì)仿真、配置和驗(yàn)證工具改善了設(shè)計(jì)品質(zhì)和準(zhǔn)確性。例如，實(shí)驗(yàn)室的許多設(shè)計(jì)都是將各種結(jié)構(gòu)移入/移出狹小空間內(nèi)離子的加速光束通道。

“我們的某些探測(cè)器盒必須將多個(gè)不同的設(shè)備（其中某些設(shè)備占用相同的物理空間）精準(zhǔn)地移入/移出光束，”Ottarson 指出，“SolidWorks 軟件中的碰撞檢測(cè)工具可幫助我們確保探測(cè)器不相互干擾。此外，我們還使用 SolidWorks 軟件的設(shè)計(jì)功能，在部署和收縮的狀態(tài)中為設(shè)備建模，這有助于我們改進(jìn)對(duì)裝配體動(dòng)態(tài)的了解。”

另外，NSCL 還使用集成式 SolidWorks Flow Simulation 計(jì)算流體力學(xué) (CFD) 分析其廣泛的水冷卻系統(tǒng)的熱性能和研究特定實(shí)驗(yàn)的真空內(nèi)的氣體流動(dòng)。

更好的交流推動(dòng)協(xié)作

SolidWorks 能讀取和輸出多種 CAD 數(shù)據(jù)，并包括 SolidWorks eDrawings 交流應(yīng)用程序，因此 NSCL 提升了與其研究合作伙伴的協(xié)作水平，包括機(jī)械 CAD 經(jīng)驗(yàn)有限或?yàn)榱愕暮宋锢韺W(xué)家。“我們與給我們發(fā)送實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的科學(xué)家合作，”Ottarson 表示，“我們收到他們的許多不同 CAD 格式的構(gòu)思，有時(shí)，必須重新對(duì)設(shè)備建模。”

“eDrawings 文件也是一大得力幫手，”他補(bǔ)充道，“能與物理學(xué)家組開會(huì)并向他們展示實(shí)際 3D 圖形大大改善了設(shè)計(jì)交流。”

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