FDM 技术

FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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突破应用边界—为产品做最好的设计​

突破应用边界—为产品做最好的设计​

2021-03-22 13:57

Stratasys和nTopology共同开发了Fractal Infill引擎,通过创建轻型FDM结构来实现减重。

只做最好的设计

每次参观3D打印贸易展或者参加展会上的讲座,我总会花上大半天来对展会上的那些极好的产品不停地拍照拍视频,因为这些公司花了大手笔来展示他们的设备、软件和解决方案,而且他们通常展示了3D打印的精髓。毫无疑问,那些存储在记忆卡中零件都是由不同形式的创成式设计出来的。

创成式设计是迭代设计的体现。当工程师所要制作的零件在重量、强度上具有特别的挑战性或者装配受到约束时,那么他可能会采用创成式设计过程来进行颠覆性地思考和完善解决方案。

他会结合创成式设计生成器(包括拓扑优化,真正的“生成”算法,晶格生成)与仿真软件一起来开发功能优化设计。这样,工程师就可以很好地依靠计算机驱动进行分析,并且在计算机提出的设计概念和模拟反馈之间激烈辩论中充当了仲裁人的角色。

3D打印+创成式设计

那么为什么我们总是把创成式设计和3D打印放在一起讨论呢?

创成式设计和增材制造其实只是一个硬币的两个面: 

创成式设计是在需要的地方设计材料的实践;

而增材制造是在需要的地方制造材料的实践。

在进行增材制造之前,设计是为了服务于制造方法,而不是满足于应用需求。铸造、钣金加工和注塑成型的设计要求非常苛刻,以至于它们从设计过程的前期就控制着所做的设计决策。

但是随着增材制造的到来,设计师和工程师可以解放思想来创建真正服务于功能的设计—创成式设计!

为最好的产品做最好的设计

创成式设计在突破应用边界时是最有效的。如果说到制造“最好”的零部件,那么创成式设计和增材制造则是一个强大的组合。

Aurora飞行科学公司使用Stratasys公司的FDM进行飞行。

Aurora飞行科学公司与Stratasys一起通过技术和创成式设计,对一款名为UAV的无人机的机身重新设计,有策略地调整了飞机重量。通过对空气动力学和车身的微调,使得这款破纪录的喷气动力无人机的设计时速超过150英里。

在另一个公开演示中,Stratasys与空中客车公司和航空航天供应商Sogeti合作,优化了一个对重量敏感的天线支架设计。通过使用创成式设计来重新构想支架的形式,他们使用FDM ULTEM 9085材料将多零件组装成一个零件,从而最终设计减轻了35%的重量。

合作是创新之路

Stratasys正在对高性能聚合物进行创成式设计的探索。2020年11月,Stratasys宣布与创成式设计公司nTopology建立合作关系,来开发基于创成式设计的设计工作流程,其中包括可公开访问的FDM™固定生成器。

数字解剖打印机通过可编程格来模拟人体解剖,从而进行外科手术训练和计划。

并非所有创成式设计都只针对结构性能。Stratasys正与世界领先的医院合作,利用网格和创成式设计对类似真实的人体解剖组织实现模拟和公开应用。

Stratasys数字解剖打印机™使用创成式设计算法模拟骨髓、肌肉、皮肤和数百种其他解剖材料。

Think Additively™

Stratasys教会工程团队通过具有价值驱动的过程来进行Think Additively™ (“加法思维”),以便在正确的时间做出正确的加法决策。

尽管创成式设计正在迅速发展,并将在未来5年内成为主流,但绝不会适用于所有加法应用。相反,设计自由使得创成式设计自由成为可能,因为快速往往只会做出快但不精的设计。像创成式设计这样的复杂设计过程,如果不像现在这样自动化,可能会阻碍增材制造的运转速度。

换句话说,有时最好的设计是最快的设计,而创成式设计并不是最快的设计方法。归根结底,了解一个项目的成本、质量和时间限制是决定是否使用创成式设计的关键。

源文摘自:Stratasys

延伸阅读:【Stratasys案例应用】FDM技术打造轻量化、坚韧的挡泥板,让卡车跑得更远

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