Freeform的案例
直播預(yù)告 | Geomagic Freeform在康復(fù)輔具設(shè)計(jì)的創(chuàng)新應(yīng)用
海克斯康旗下杰魔軟件的3D設(shè)計(jì)軟件Geomagic Freeform，為上述痛點(diǎn)提供了系統(tǒng)性的數(shù)字化解決方案。該軟件憑借其獨(dú)特的觸覺設(shè)計(jì)系統(tǒng)和強(qiáng)大的有機(jī)建模能力，推動(dòng)康復(fù)輔具設(shè)計(jì)進(jìn)入全面數(shù)字化與定制化時(shí)代！
應(yīng)用實(shí)例
假肢接受腔建模
脊柱側(cè)彎矯形器
支具設(shè)計(jì)
本期直播講堂請(qǐng)到了杭州路客康復(fù)輔具技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)陸克站，在直播間中講師將重點(diǎn)講解Geomagic Freeform在康復(fù)輔具設(shè)計(jì)的創(chuàng)新應(yīng)用，并通過深度分析多個(gè)應(yīng)用實(shí)例，為大家揭秘觸覺設(shè)計(jì)系統(tǒng)“黑科技”。敬請(qǐng)關(guān)注！
直播報(bào)名
9月11日 14:00
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直播內(nèi)容聚焦
? 觸覺黑科技：像“捏數(shù)字黏土”般設(shè)計(jì)假肢與康復(fù)輔具
? 數(shù)字化閉環(huán)：掃描→建模→打印，一體化流程
? 精度與舒適性：高精度曲面處理，完美貼合人體形態(tài)
? 個(gè)性化定制：滿足復(fù)雜差異化需求，縮短制作周期
? 批量化效率：參數(shù)化設(shè)計(jì)（Dynabot）輕松復(fù)用優(yōu)秀方案
陸克站
杭州路客康復(fù)輔具技術(shù)有限公司技術(shù)總監(jiān)
假肢與矯形器高級(jí)工程師，畢業(yè)于中國(guó)假肢矯形器學(xué)校，20+年臨床假肢矯形器數(shù)字化經(jīng)驗(yàn)；精通從傳統(tǒng)工藝到數(shù)字化革新應(yīng)用的各類假肢矯形器解決方案；主導(dǎo)制定3項(xiàng)浙江省數(shù)字化輔具標(biāo)準(zhǔn)。
展開 阿博格3D打印PP和TPE硬/軟雙組分結(jié)構(gòu)
“在2021年tct Asia展會(huì)上，我們的Freeformer 300-3X大型產(chǎn)品將使用半結(jié)晶PP和彈性TPE生產(chǎn)功能性翻蓋。這是AM行業(yè)中一種獨(dú)特且具有挑戰(zhàn)性的材料組合。”這種帶有薄膜鉸鏈機(jī)構(gòu)的原型樣件可以開啟和關(guān)閉幾千次，因此可以進(jìn)行完整的功能測(cè)試。Freeformer 300-3X可以加工最多三個(gè)組件，從而使工業(yè)增材制造具有彈性的硬/軟組合和支撐結(jié)構(gòu)的復(fù)雜功能部件。
PA6+ABS雙組分3D打印
Freeformer 200-3X 打印的產(chǎn)品：低壓電器開關(guān)阻燃外殼，材料為PA6+ABS雙組分
帶有兩個(gè)放電單元的Freeformer 200-3X，它將為廈門宏發(fā)公司制造一個(gè)由阻燃材料PA6和ABS制成的電子外殼。許多部件樣品將在阿博格展臺(tái)展出，參觀者將能夠在互動(dòng)站點(diǎn)測(cè)試各種演示部件的功能和彈性。
注塑加工的塑料顆粒也可以用于阿博格的APF技術(shù)。這種開放式系統(tǒng)也適用于非常柔軟和認(rèn)證的原始材料，并且非常適合苛刻的應(yīng)用，例如醫(yī)療技術(shù)和汽車工業(yè)。Freeformer對(duì)于那些想要生產(chǎn)和測(cè)試單獨(dú)定制部件或功能原型的用戶來說有吸引力，這些樣件原型的材料與量產(chǎn)的最終產(chǎn)品完全相同。當(dāng)創(chuàng)新的應(yīng)用、集成的功能和全新的幾何設(shè)計(jì)可以被附加實(shí)現(xiàn)時(shí)，真正的附加值就會(huì)充分體現(xiàn)出來。
在中國(guó)，阿博格運(yùn)營(yíng)著一個(gè)增材制造中心，Freeformer在這里晝夜不停地生產(chǎn)基準(zhǔn)工業(yè)部件。這允許潛在客戶在考慮購(gòu)買之前，準(zhǔn)確地檢查APF工藝，以及實(shí)際上適合他們的零部件、材料或應(yīng)用。
由阿博格3D打印機(jī)freeformer打印的樣件，不僅能作簡(jiǎn)單原型測(cè)試，還可以像注塑件一樣作為最終產(chǎn)品小規(guī)模量產(chǎn)或者作為完全功能的測(cè)試。
展開 技術(shù)原理：阿博格塑料無模3D打印成型（APF）
與注塑生產(chǎn)的產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度比較，非常接近于注塑強(qiáng)度，以ABS Terluran GP35為例：
Freeformer——專為工業(yè)化增材制造而生
兼具設(shè)計(jì)自由度與材料多樣性
無論您在何種行業(yè)工作
Freeformer都可為您提供全新的可能
3DSystems.Geomagic.Design.X.2016.1.0.Win64 1DVD
Compendium-TA v1.4.29 1CD
AICON產(chǎn)品：
Aicon 3D Studio v3.6.00 1CD(專業(yè)的三維測(cè)量系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確快速的從各種測(cè)量模塊記錄并且分析得到的數(shù)據(jù))
Raindrop GeoMagic產(chǎn)品：
Geomagic.Design.v2015.0.1 1CD（機(jī)械設(shè)計(jì)工具）
Geomagic.Design.v2015.1.1.Win64 1CD
Geomagic.Design.X.v2015.2.0 1DVD(原Rapidform XOR,參數(shù)化設(shè)計(jì)的逆向工程軟件)
GeoMagic.Design.X.v5.1.Win64-ISO 1DVD
3DSystems.Geomagic.Design.X.2016.1.0.Win64 1DVD
3D.Systems.Geomagic.Freeform.Plus.v2016.0.22 1DVD
3D Systems Geomagic Freeform Plus v2016.0.22 Win64 1DVD
GeoMagic.FreeForm.Plus.v2015.0.41.Win64-ISO 1DVD(電腦雕刻筆觸覺式設(shè)計(jì)軟件)
Geomagic Sculpt 2016.2 Win64 1DVD
Masechinensuh
專業(yè)提供各類行業(yè)軟件，誠(chéng)信為本，歡迎您的資咨
MP：18980583122 扣扣：1140988741
GeoMagic.Foundation.v2014.3.Win64-ISO 1DVD
GeoMagic.Verify.v5.1.Win64-ISO 1DVD
Geomagic Design Direct 2014 Win32_64 2DVD(原Geomagic Spark,直接建模設(shè)計(jì)的正逆向混合設(shè)計(jì)軟件)
GeoMagic.Foundation.v2013
展開 
abaqus的Fortran子程序中使用自由格式與固定格式
DIR$ FREEFORM 和 !DIR$ NOFREEFORM 分別控制代碼個(gè)編譯格式。以下兩個(gè)例子詳細(xì)描述。
1. 文檔中自由格式和固定格式混合。
計(jì)算結(jié)果：
2. 一個(gè)子程序中自由格式和固定格式混寫。
這種情況基本很少遇到，這是個(gè)騷操作，我也不過多介紹，直接搬運(yùn)IVF官方例子：
總結(jié)：Abaqus的for文件可以采用自由格式編寫，或者自由格式和固定格式混編。只需要在文件中加上!DIR$ FREEFORM 和 !DIR$ NOFREEFORM 進(jìn)行格式控制就行，不用修改環(huán)境文件和使用格式轉(zhuǎn)換鵝毛筆，這種方法簡(jiǎn)單實(shí)用，希望對(duì)大家有所幫助。
展開 Aspen Technology aspenONE v10.0-ISO 1DVD
Fekete.FAST.FieldNotes.v6.1 1CD
MSC Patran 2017.0.1 Win64 1DVD
Masechinenbau
Siemens.NX.11.0.Easy.Fill.Advanced.v4_20170526.Win64 1CD
Aspen Technology aspenONE v10.0-ISO 1DVD
Bentley ContextCapture Editor v10.00.00.01 Win64 1DVD
Pixologic.Zbrush.v4R8 1DVD
Masechinensuh
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MP：18980583122 扣扣：1140988741
Datamine Studio EM v2.1.170.0 Win64 1CD
Geomagic Control X 2017.0.3.69 1DVD
Geomagic Freeform 2017.0.84 Win64 1DVD
Geomagic Freeform Plus 2017.0.84 Win64 1DVD
Geomagic Sculpt 2017.0.84 Win64 1DVD
Minitab.v18.1.0 1CD
PTC Arbortext Advanced Print Publisher 11.1 M070 Win32_64 2CD
PTC Arbortext Editor v7.0 M070 Win64 1DVD
CIMCOEdit v8.01.12 1CD
Maplesoft.Maple.v2017.0.Win32_64 2DVD
Pixologic.Zbrush.v4R8 1CD
StructureРoint spColumn 5.50
展開 MOLDPLUS_METRIC_V9_FOR_MASTERCAM_V9 模具設(shè)計(jì)插件
.X64
GEOMAGIC.FOUNDATION.V2014.3.WIN64
GEOMAGIC.Verify.V5.1.WIN64
GEOMAGIC.SPARK.V2013
GEOMAGIC_ESHELL_V8
Geomagic.Qualify.v2012 產(chǎn)品質(zhì)量快速檢驗(yàn)
Geomagic.Studio.v2012 逆向軟件
RAINDROP_GEOMAGIC_CADMUS_FASHION_V6.0_SR1 逆向工程軟件
3DSystems.Geomagic.Design.X.2016.1.0 完整
3D.Systems.Geomagic.Freeform.Plus.v2016.0.22
3DSystems.Geomagic.Sculpt.2016.1.117 觸覺式三維設(shè)計(jì)
3DSystems.Geomagic.Wrap.2015.1.2.1953
InnovMetric.PolyWorks.2016.IR4
Innovmetric_Polyworks_v7.2_for_SGI（逆向工程軟件）
INUS.RAPIDFORM.XOR2
INUS.Technology.RapidForm.v2006 逆向工程
INUS.RAPIDFORM.XOR3.SP1
展開 實(shí)際約束條件下成像系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)的生成
Thienpont, “Freeform imaging systems: Fermat’s principle unlocks 'first time right' design,” Light Sci. Appl. 10, (2021)
2.Y. Nie, D. R. Shafer, H. Ottevaere, H. Thienpont, and F. Duerr, "Automated freeform imaging system design with generalized ray tracing and simultaneous multi-surface analytic calculation," Opt. Express 29, 17227-17245 (2021)
3.O. F?hnle and I. Livshits, “Modeling of Optical Fabrication Chains during Optics Design”, International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication (ODF), JSAP (The Japan Society of Applied Physics), Sapporo, Japan, August 2022
4. O. F?hnle and I.
展開 實(shí)際約束條件下成像系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)的生成
Thienpont, “Freeform imaging systems: Fermat’s principle unlocks 'first time right' design,” Light Sci. Appl. 10, (2021)
2.Y. Nie, D. R. Shafer, H. Ottevaere, H. Thienpont, and F. Duerr, "Automated freeform imaging system design with generalized ray tracing and simultaneous multi-surface analytic calculation," Opt. Express 29, 17227-17245 (2021)
3.O. F?hnle and I. Livshits, “Modeling of Optical Fabrication Chains during Optics Design”, International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication (ODF), JSAP (The Japan Society of Applied Physics), Sapporo, Japan, August 2022
4. O. F?hnle and I.
展開 SYNOPSYS | 用 FFBUILD設(shè)計(jì)離軸自由曲面系統(tǒng)
用 FFBUILD (Freeform Build) 設(shè)計(jì)離軸自由曲面系統(tǒng)
點(diǎn)擊復(fù)制公眾號(hào)鏈接查看視頻詳情：https://mp.weixin.qq.com/s/enb1f7KaCMKkXvEBDXNtJg
Ansys Zemax | 如何執(zhí)行非序列公差分析
該系統(tǒng)包含在本文的 ZAR 文件“Freeform Tolerance”中。
與任何公差分析一樣，我們必須首先為公差系統(tǒng)做好準(zhǔn)備，然后定義公差和標(biāo)準(zhǔn)。在優(yōu)化過程中，探測(cè)器使用拾取求解器來保持其相對(duì)于光導(dǎo)管末端的位置和尺寸。這些求解器應(yīng)被移除，因?yàn)樾枰紤]探測(cè)器和光導(dǎo)管之間的對(duì)準(zhǔn)誤差，以便進(jìn)行準(zhǔn)確的公差分析。將檢測(cè)器上的拾取求解器 z 位置和 x，y 半寬度設(shè)置為固定。將檢測(cè)器的 z 位置固定在 53 毫米處。此外，從 freeform-z 控制點(diǎn)中刪除變量求解。這可以在“優(yōu)化”選項(xiàng)卡下快速完成...刪除所有變量。在公差分析期間，唯一的變量是通過補(bǔ)償器定義的（如果有的話）。
下一步是考慮可能導(dǎo)致竣工系統(tǒng)性能低于優(yōu)化系統(tǒng)的不同誤差。這些分為以下不同類別：
制造誤差
控制點(diǎn)的側(cè)向下垂不正確
總厚度不正確
屈光率不正確
組裝誤差
LED 位置和方向
探測(cè)器位置和方向
TNPA公差操作數(shù)將用于公差光導(dǎo)管控制點(diǎn)和厚度。TNPS 將用于公差 LED 和探測(cè)器的位置和方向。擾亂光導(dǎo)管也是多余的。TNMA將用于公差光導(dǎo)管的折射率。請(qǐng)注意，該系統(tǒng)是單色的，因此無需設(shè)置光導(dǎo)管的色散 (阿貝數(shù)) 公差。
最后一步是定義公差標(biāo)準(zhǔn)，這將是評(píng)價(jià)函數(shù)。評(píng)價(jià)函數(shù)目前針對(duì) RMS 角半徑（準(zhǔn)直）和最大功率，同時(shí)還約束了自由曲面 z 對(duì)象的形狀。公差分析只會(huì)輕微擾動(dòng)控制點(diǎn)，因此沒有必要使用 FREZ 操作數(shù)來約束這些點(diǎn)。刪除 merit 函數(shù)中的 FREZ 操作數(shù)。
剩下的唯一步驟是定義公差設(shè)置。我們將進(jìn)行靈敏度分析和少量 （20） 蒙特卡洛分析。打開公差對(duì)話框（“公差”（The Tolerance） 選項(xiàng)卡...公差）并加載本文附件中包含的“自由格式 Tolerance.TOP”文件;按 OK。
展開 
Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)漸進(jìn)透鏡
這種情況下，我們應(yīng)使用分析 (Analyze)…PAL/Freeform分析 (PAL/Freeform)…視場(chǎng)光焦圖 (Field Map) 工具。設(shè)置屈光度間隔為0.25，我們就能夠看到整個(gè)表面在視場(chǎng)上增加的球面和柱面光焦度：
這些圖不使用OpticStudio其他地方使用的光焦度和有效焦距等嚴(yán)格近軸概念。而是將光焦度和焦距作為視場(chǎng)坐標(biāo)的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。光焦度和焦距是由整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)共同決定的，包括每個(gè)面上的折射。實(shí)現(xiàn)的方法是：在視場(chǎng)中每個(gè)點(diǎn)的入瞳附近追跡一圈真實(shí)光線，光線數(shù)據(jù)用以確定每個(gè)視場(chǎng)下的焦距，焦距可用來計(jì)算以屈光度為單位的光焦度（單位數(shù)值為米的倒數(shù)）。一般情況下，焦距是入瞳方向的函數(shù)，通過追跡一圈光線，可以確定光瞳附近的平均、最大、最小光焦度和焦距。根據(jù)這些數(shù)據(jù)能計(jì)算出多種不同的光焦度。它們以屈光度為單位：
球面光焦度
柱面光焦度
最大和最小光焦度
垂直和水平光焦度
X或Y方向光焦度
此外，該功能還可以以透鏡單位顯示有效焦距 ( EFL )。
這些圖表為我們理解自由曲面如何影響光焦度變化提供巨大幫助。
另外，POWF操作數(shù)可以直接優(yōu)化任何點(diǎn)上用視場(chǎng)光焦圖計(jì)算出的任何項(xiàng)。該功能在已知某表面上的視場(chǎng)光焦圖時(shí)非常有用。
總結(jié)
設(shè)計(jì)自由曲面或漸進(jìn)透鏡理論上與傳統(tǒng)透鏡沒有區(qū)別，但是由于自由曲面上任一點(diǎn)都可以輕松增加或減少光焦度，所以我們需要額外的優(yōu)化和分析手段。視場(chǎng)光焦圖和POWF操作數(shù)即是OpticStudio進(jìn)行自由曲面設(shè)計(jì)時(shí)分管這一部分的功能。
展開 UG培訓(xùn)資料
sketch.rar
UG_CAD-01_CURVE.rar
UG_CAD-02_SOLID.rar
UG_CAD-03_FREEFORM.rar
曲面.rar
Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)漸進(jìn)透鏡
這種情況下，我們應(yīng)使用分析 (Analyze)…PAL/Freeform分析 (PAL/Freeform)…視場(chǎng)光焦圖 (Field Map) 工具。設(shè)置屈光度間隔為0.25，我們就能夠看到整個(gè)表面在視場(chǎng)上增加的球面和柱面光焦度：
這些圖不使用OpticStudio其他地方使用的光焦度和有效焦距等嚴(yán)格近軸概念。而是將光焦度和焦距作為視場(chǎng)坐標(biāo)的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。光焦度和焦距是由整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)共同決定的，包括每個(gè)面上的折射。實(shí)現(xiàn)的方法是：在視場(chǎng)中每個(gè)點(diǎn)的入瞳附近追跡一圈真實(shí)光線，光線數(shù)據(jù)用以確定每個(gè)視場(chǎng)下的焦距，焦距可用來計(jì)算以屈光度為單位的光焦度（單位數(shù)值為米的倒數(shù)）。一般情況下，焦距是入瞳方向的函數(shù)，通過追跡一圈光線，可以確定光瞳附近的平均、最大、最小光焦度和焦距。根據(jù)這些數(shù)據(jù)能計(jì)算出多種不同的光焦度。它們以屈光度為單位：
球面光焦度
柱面光焦度
最大和最小光焦度
垂直和水平光焦度
X或Y方向光焦度
此外，該功能還可以以透鏡單位顯示有效焦距 ( EFL )。
這些圖表為我們理解自由曲面如何影響光焦度變化提供巨大幫助。
另外，POWF操作數(shù)可以直接優(yōu)化任何點(diǎn)上用視場(chǎng)光焦圖計(jì)算出的任何項(xiàng)。該功能在已知某表面上的視場(chǎng)光焦圖時(shí)非常有用。
總結(jié)
設(shè)計(jì)自由曲面或漸進(jìn)透鏡理論上與傳統(tǒng)透鏡沒有區(qū)別，但是由于自由曲面上任一點(diǎn)都可以輕松增加或減少光焦度，所以我們需要額外的優(yōu)化和分析手段。視場(chǎng)光焦圖和POWF操作數(shù)即是OpticStudio進(jìn)行自由曲面設(shè)計(jì)時(shí)分管這一部分的功能。
展開 ANSYS SPEOS 2022R1更新 | 功能強(qiáng)到炸裂！
2 Freeform 透鏡——自動(dòng)化設(shè)計(jì)，節(jié)省工程時(shí)間
Freeform透鏡設(shè)計(jì)，在原來準(zhǔn)直的基礎(chǔ)上增加了擴(kuò)散類型選擇。擴(kuò)散類型是指光束分布類型，可為均勻分布或者高斯分布。在選擇好目標(biāo)類型后，SPEOS會(huì)自動(dòng)計(jì)算鏡頭的另一表面，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)目標(biāo)。
3 Micro Optical Stripes微光學(xué)條紋——新設(shè)計(jì)方案
新增了Micro Optical Stripes微光學(xué)條紋，一種新型的光導(dǎo)管，條紋尺寸可為微米級(jí)別。該設(shè)計(jì)方案為設(shè)計(jì)人員提供了更多的設(shè)計(jì)思路，也為實(shí)現(xiàn)高亮度外觀提供了更多的可行性。
SPEOS GPU運(yùn)算——提高光學(xué)模擬效率
1 GPU 運(yùn)算
新版本支持GPU計(jì)算，操作流程和傳統(tǒng)的CPU計(jì)算類似。具體工作流：在SPEOS Tools界面點(diǎn)擊GPU計(jì)算或者右擊需要模擬的simulation選擇GPU計(jì)算，顯示仿真完成進(jìn)度條和剩余時(shí)間，計(jì)算結(jié)束后在SPEOS樹或output文件夾里可以查看結(jié)果。
本次變革極大提高了模擬性能（測(cè)試顯示提高的倍率平均為140 x到260x），并且精度上沒有損失。
2 實(shí)時(shí)預(yù)覽增強(qiáng)
SPEOS支持人眼視覺查看器，在實(shí)時(shí)預(yù)覽過程中可以實(shí)時(shí)查看產(chǎn)品的外觀效果。人眼視覺查看器包含2種模式：Dynamic Adaptation2019，適用于大視場(chǎng)角的用例；Local Adaptation，適用于小視場(chǎng)角的用例。
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