增材設(shè)計(jì)的案例
有“法”可依，DfAM增材制造設(shè)計(jì)沒(méi)你想的那么難
通過(guò)有效的增材制造技術(shù)可以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和3D打印制造流程，節(jié)省時(shí)間和成本，提高生產(chǎn)效率
。
通過(guò)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們將DfAM增材設(shè)計(jì)制造過(guò)程劃分為
啟動(dòng)、設(shè)計(jì)、仿真、制造、質(zhì)檢
幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。鑒于DfAM增材設(shè)計(jì)制造的本質(zhì)就在于回歸設(shè)計(jì)的本源，面向功能，回歸產(chǎn)品的構(gòu)想。因此要實(shí)現(xiàn)全鏈條的控制和設(shè)計(jì)，我們的設(shè)計(jì)不單單局限在設(shè)計(jì)維度，還要把仿真、制造、甚至質(zhì)檢等流程，融合到我們的設(shè)計(jì)流程中，把觀念提取出來(lái)，統(tǒng)稱設(shè)計(jì)流程，或設(shè)計(jì)范式，真正為產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)服務(wù)。
增材設(shè)計(jì)制造真正改變的是什么，最重要的部分是
增材思維的設(shè)計(jì)
。第一，增材思維現(xiàn)在整體上是一種
選擇
，一種材料、一種工藝，這種材料和工藝決定了工業(yè)品的基本屬性。比如說(shuō)從成本上來(lái)講，設(shè)備的控件時(shí)間是一個(gè)核心的要素，時(shí)間和成本是直接相關(guān)聯(lián)的。第二，
創(chuàng)新
。增材真正增加附加值的部分就是我們所說(shuō)的增材思維底層技術(shù)庫(kù)，這個(gè)是我們核心的增材思維設(shè)計(jì)點(diǎn)，因?yàn)?em>增材的出現(xiàn)，我們才能有出現(xiàn)梯度混合材料、微通道的設(shè)計(jì)、晶格庫(kù)的可能性，因?yàn)槲覀冇姓w的設(shè)計(jì)思路，才能做到真正的突破及顛覆性的創(chuàng)新。
展開 基于正向設(shè)計(jì)和增材制造的高端研發(fā)與先進(jìn)制造整體解決方案
圖2 面向增材制造的設(shè)計(jì)方法的總流程
基于VDI 2221的增材制造設(shè)計(jì)流程見下圖3：
圖3 基于VDI 2221的增材制造設(shè)計(jì)流程
正向設(shè)計(jì)和增材制造結(jié)合的解決方案，應(yīng)用于工程海量數(shù)據(jù)、工業(yè)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)等不同種類的數(shù)據(jù)整合、分析、挖掘、展示場(chǎng)景，應(yīng)用于產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的管理、融合和協(xié)同，應(yīng)用于知識(shí)管理、知識(shí)工程、各種專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)/知識(shí)庫(kù)建設(shè)，乃至應(yīng)用于集團(tuán)企業(yè)的商業(yè)智能和戰(zhàn)略決策等。
圖4 面向增材制造的云設(shè)計(jì)制造模式下的數(shù)據(jù)層服務(wù)示例
3、成功案例
1、機(jī)器人手臂增材正向設(shè)計(jì)案例
圖5是機(jī)器人手臂拓?fù)鋬?yōu)化---流程與演進(jìn)：
圖5 機(jī)器人手臂增材正向設(shè)計(jì)---流程與演進(jìn)
增材設(shè)計(jì)效果以及通過(guò)實(shí)際增材打印進(jìn)行試驗(yàn)的情況見圖6：
圖6 機(jī)器人手臂增材設(shè)計(jì)效果及實(shí)際試驗(yàn)情況
2、分流器封蓋增材正向設(shè)計(jì)案例
分流器封蓋有相應(yīng)的設(shè)計(jì)輸入和要求：
載荷：1.5 g加速度，極限載荷1kg
目標(biāo)：精密高剛度放置，降低質(zhì)量
目的：優(yōu)化剛度
圖7 分流器封蓋增材正向設(shè)計(jì)---流程與演進(jìn)
增材設(shè)計(jì)效果以及通過(guò)實(shí)際增材打印進(jìn)行試驗(yàn)的情況見圖8：
圖8 分流器封蓋設(shè)計(jì)效果及實(shí)際試驗(yàn)情況
4、結(jié)論
增材制造與傳統(tǒng)制造的關(guān)系，可以類比為經(jīng)典物理和原子物理的關(guān)系，增材制造未來(lái)的發(fā)展也必定像原子物理、量子物理一樣有著廣闊而深遠(yuǎn)的前景。基于增材思維的先進(jìn)制造技術(shù)體系正是中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的“第二種機(jī)會(huì)窗口”，使得我們有可能換道超車。
展開 DfAM專欄 | nTopology—面向增材制造的高效設(shè)計(jì)平臺(tái)
nTopology是一款面向增材制造的高效設(shè)計(jì)平臺(tái)，平臺(tái)預(yù)置了大量增材制造常用的設(shè)計(jì)工具包，工程師通過(guò)調(diào)用若干個(gè)預(yù)置工具包、或自主開發(fā)定制的工具包，建立一個(gè)工作流，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。nTopology集合了的強(qiáng)大幾何建模和仿真分析功能，并充分考慮增材制造的工藝特點(diǎn)，能夠幫助工程師快速掌握面向增材制造的設(shè)計(jì)方法，充分發(fā)揮增材制造帶來(lái)的廣闊自由度，同時(shí)可重復(fù)使用的工作流使得設(shè)計(jì)流程自動(dòng)化，大大提高設(shè)計(jì)效率。
展開 增材制造，“降本增效”設(shè)計(jì)思維必不可少
增材制造作為一種新興的制造技術(shù)，一經(jīng)出現(xiàn)就在制造業(yè)引起了廣泛的關(guān)注，盡管它目前還存在著不盡如人意的地方，但是人們普遍認(rèn)為這是一種具有巨大發(fā)展?jié)摿拖胂罅Φ募夹g(shù)，代表著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要發(fā)展方向之一。安世亞太公司深耕增材制造產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用多年，深刻認(rèn)同增材制造在未來(lái)數(shù)字化制造變革中的核心地位，我們基于多年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和思考沉淀，推出了“增材思維 數(shù)智未來(lái)”系列文章。
本文是該系列文章的第四篇內(nèi)容，闡述DfAM設(shè)計(jì)思維解決增材制造降本增效問(wèn)題，更多精彩內(nèi)容敬請(qǐng)期待。
成本——增材制造大規(guī)模應(yīng)用的軟肋
增材制造技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的材料去除切削加工技術(shù)，是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，將材料逐層堆積制造出實(shí)體物品的新興制造技術(shù)，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與先進(jìn)材料技術(shù)、數(shù)字制造技術(shù)的密切結(jié)合。增材制造技術(shù)的出現(xiàn)，因其具有能夠?qū)崿F(xiàn)高性能復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件的無(wú)模具、快速、全致密近凈成形等優(yōu)勢(shì)，為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、快速設(shè)計(jì)驗(yàn)證、小批量零部件快速制造、快速客戶響應(yīng)等關(guān)鍵問(wèn)題帶來(lái)了一種全新的解決思路。
在增材制造技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，成本成為制約該技術(shù)大規(guī)模推廣的關(guān)鍵因素。38%的從業(yè)者認(rèn)為，增材制造技術(shù)雖然具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是成本過(guò)高，是增材制造的最大軟肋。通常情況下，增材制造只適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)件小批量試制。
制約3D打印的因素
每批次3D打印零件數(shù)量
任何新技術(shù)要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，必須對(duì)該技術(shù)的成本構(gòu)成做出清晰明確的分析，增材制造也概莫能外。對(duì)于增材制造產(chǎn)品而言，計(jì)算成本要考慮以下7個(gè)方面：
• 設(shè)計(jì)開發(fā)成本：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能仿真、工藝驗(yàn)證費(fèi)用。
展開 
看西門子增材制造設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室如何促進(jìn)3D打印的應(yīng)用創(chuàng)新？
增材制造/3D打印是一種不同于以往的材料加工工藝，通過(guò)零件的設(shè)計(jì)優(yōu)化以及增材制造工藝，能夠創(chuàng)造出全新的結(jié)構(gòu)，甚至是實(shí)現(xiàn)以前不可能實(shí)現(xiàn)的功能。正是基于對(duì)增材制造這些優(yōu)勢(shì)的重視，西門子在柏林開設(shè)了增材制造設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室。
西門子認(rèn)為要充分利用增材制造技術(shù)，重塑設(shè)計(jì)思維是必不可少的前提，工程師們需要突破傳統(tǒng)工藝下所形成的思維，采用全新的認(rèn)知方法進(jìn)行3D打印零部件的設(shè)計(jì)。培養(yǎng)增材制造思維能力，推動(dòng)產(chǎn)品創(chuàng)新，是西門子設(shè)立增材制造設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室背后的含義。
1 協(xié)作開發(fā)創(chuàng)新零件和增材制造軟件
在西門子柏林增材制造設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室中，有一個(gè)由30人組成的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，包括計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)專家、模擬專家和制造工藝流程專家，該團(tuán)隊(duì)利用他們的專業(yè)知識(shí)，和西門子各個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域共同研發(fā)具體項(xiàng)目。如有必要，他們可以在現(xiàn)場(chǎng)就給出建議，例如當(dāng)業(yè)務(wù)部門與客戶探討是否有增材制造方面的合作可能性時(shí)，專家團(tuán)隊(duì)可以在討論結(jié)束時(shí)就將零件是否適合進(jìn)行增材制造等建議反饋給客戶。
2 虛擬空間中的協(xié)同工作
在實(shí)驗(yàn)室中，有兩個(gè)工作站可供工程師設(shè)計(jì)新零件，工作站包括西門子NX設(shè)計(jì)軟件和拓?fù)鋬?yōu)化軟件在內(nèi)的全套數(shù)字化設(shè)計(jì)解決方案。
展開 DfAM專欄 | 增材設(shè)計(jì)思維賦能，打造最佳熱量控制模具解決方案
、增材設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)拓展
。
創(chuàng)成式設(shè)計(jì)與增材制造，顛覆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造模式
通過(guò)優(yōu)化過(guò)程可確定理想的材料布局，而通過(guò)增材制造技術(shù)則可構(gòu)造出更接近這一理想設(shè)計(jì)的形狀。
圖：天線支架的最終設(shè)計(jì) 天線支架的設(shè)計(jì)流程
創(chuàng)成式設(shè)計(jì)和增材制造的巧妙結(jié)合使輕量化設(shè)計(jì)上升到一個(gè)全新的高度，這種制造流程能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)高效的部件。最終設(shè)計(jì)非常接近于優(yōu)化結(jié)果給出的理想設(shè)計(jì)方案。剛度更高、質(zhì)量更輕的部件極大程度地幫助減少了發(fā)射航天器和衛(wèi)星的成本。
總之，隨著增材制造技術(shù)的日益成熟，個(gè)性化、輕量化設(shè)計(jì)將越來(lái)越受到設(shè)計(jì)師的青睞，創(chuàng)成式設(shè)計(jì)與增材制造的融合技術(shù)正在幫助各行業(yè)的設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)更多的突破。
展開 面向3D打印-增材制造的先進(jìn)設(shè)計(jì)案例與完整流程
3D打印-增材制造的一大潛力是可以制造復(fù)雜設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，使得很多我們?cè)瓉?lái)所熟悉的產(chǎn)品變得跟原來(lái)的設(shè)計(jì)相比零件更少，材料更少，具備同樣甚至更好的力學(xué)性能，可以說(shuō)增材制造為設(shè)計(jì)師們打開了一個(gè)全新的領(lǐng)域。
在增材制造的加工工藝中，設(shè)計(jì)師可以更多的去關(guān)注這個(gè)產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)的性能目標(biāo)是什么？可以設(shè)計(jì)一個(gè)具有相同功能特性的產(chǎn)品而使用較少的材料嗎？怎樣獲得成本節(jié)約？正是增材制造的靈活性使得零件正變得越來(lái)越復(fù)雜、更集成、更輕，同時(shí)滿足產(chǎn)品的性能要求。
本期，谷.專欄通過(guò)介紹基于拓?fù)鋬?yōu)化的先進(jìn)設(shè)計(jì)經(jīng)典案例來(lái)理解發(fā)揮增材制造潛力的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并通過(guò)安世中德介紹的面向增材制造的先進(jìn)設(shè)計(jì)完整過(guò)程的介紹來(lái)分享仿真優(yōu)化為核心的增材制造設(shè)計(jì)思維。
案例：通訊衛(wèi)星支架結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化的再設(shè)計(jì)，去掉了44個(gè)鉚釘成為一體化結(jié)構(gòu)，重量減輕了35%，而剛性卻提高了40%。
案例：機(jī)器人機(jī)械臂的增材設(shè)計(jì)流程在ANSYS平臺(tái)下完成，對(duì)其兩個(gè)機(jī)械臂部件進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，流程包括拓?fù)鋬?yōu)化、結(jié)構(gòu)光順、模型驗(yàn)證，并通過(guò)3D打印制造。優(yōu)化結(jié)果在最大應(yīng)力和最大變形相當(dāng)?shù)那闆r下，重量減少了40%。
一個(gè)完整的面向增材制造的先進(jìn)設(shè)計(jì)流程通常包括如下幾個(gè)步驟：
Step1
拓?fù)鋬?yōu)化：確定概念設(shè)計(jì)。
Step2
后拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：包括模型光順處理、實(shí)體化、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。
Step3
設(shè)計(jì)驗(yàn)證：對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能仿真，確定其符合設(shè)計(jì)要求。
Step4
參數(shù)優(yōu)化：在設(shè)計(jì)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)優(yōu)化和定型。
來(lái)源：安世中德
拓?fù)鋬?yōu)化
拓?fù)鋬?yōu)化基于已知的設(shè)計(jì)空間和工況條件以及設(shè)計(jì)約束，考慮工藝約束，比如增材制造的懸垂角，確定剛度最大、質(zhì)量最小的設(shè)計(jì)方案。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | 革命性的增材制造用于冷板設(shè)計(jì)：一種新的CFD工作流程
通過(guò)增材制造對(duì)冷板和換熱器設(shè)計(jì)進(jìn)行熱流體分析的新工作流程
Part.01
增材制造的創(chuàng)新及其實(shí)際應(yīng)用
增材制造（AM）是一種通過(guò)分層材料創(chuàng)建三維零件的過(guò)程，通常由數(shù)字3D模型數(shù)據(jù)指導(dǎo)。與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，AM具有以下優(yōu)勢(shì)：
? 設(shè)計(jì)自由
? 高效的材料使用等
隨著金屬AM的進(jìn)步，顯著的成本降低和精度的提高促進(jìn)了實(shí)際應(yīng)用。
此外，新材料和新工藝的發(fā)展刺激了制造業(yè)的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型。值得注意的是，與熱管理和冷卻相關(guān)的應(yīng)用正在引起人們的關(guān)注。冷卻裝置和熱交換器的新設(shè)計(jì)利用了AM提供的設(shè)計(jì)靈活性。例如，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，汽車電力電子設(shè)備的冷板現(xiàn)在提供了三倍的表面積。相機(jī)等消費(fèi)品的散熱性能提高了24%，展示了AM對(duì)熱管理和冷卻技術(shù)的革命性影響
Part.02
使用增材制造設(shè)計(jì)冷卻裝置的技術(shù)挑戰(zhàn)
使用AM設(shè)計(jì)用于熱管理和冷卻應(yīng)用的冷板和熱交換器存在幾個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)，包括：
1)優(yōu)化流量；
2)優(yōu)化傳熱性能；
3)除了流體和熱性能外，還必須評(píng)估可制造性。
Part.03
CAE分析對(duì)增材制造的挑戰(zhàn)
在大多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）工作流程中，在CAD中創(chuàng)建三維形狀，然后將其導(dǎo)入CAE工具以生成體網(wǎng)格。然而，AM特定的建模工具使用隱式表示，而不是零件形狀的邊界表示（B-rep）。隱式表示使用一個(gè)字段來(lái)表示對(duì)象，該字段確定空間中的點(diǎn)是在對(duì)象內(nèi)部還是外部。這允許非常復(fù)雜和靈活的設(shè)計(jì)，使其成為AM的理想建模方法。
然而，在CAE中使用隱式表示帶來(lái)了挑戰(zhàn)。許多CAE工具需要曲面網(wǎng)格來(lái)生成體網(wǎng)格。因此，在CAD中創(chuàng)建表面網(wǎng)格，例如STL文件，并將其導(dǎo)入CAE工具，或者CAE工具本身具有從CAD數(shù)據(jù)生成表面網(wǎng)格的能力。
在隱式表示的情況下，還需要?jiǎng)?chuàng)建曲面網(wǎng)格。
展開 研討會(huì) | NX應(yīng)用于增材制造、復(fù)合材料、機(jī)械協(xié)同設(shè)計(jì)
誰(shuí)應(yīng)該參加此次活動(dòng)：
國(guó)防行業(yè)客戶研發(fā)及設(shè)計(jì)人員：復(fù)合材料設(shè)計(jì)、增材設(shè)計(jì)、增材制造、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品研發(fā)
信息化與數(shù)字化開發(fā)人員
企業(yè)數(shù)字化建設(shè)管理人員
NX作為西門子數(shù)字化工業(yè)軟件的主要產(chǎn)品，在國(guó)防行業(yè)中具有廣泛的客戶群體，在航空航天、軍電、兵器、船舶等行業(yè)客戶的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及研發(fā)中發(fā)揮著重要作用。隨著用戶對(duì)NX軟件的了解和深入應(yīng)用，以及國(guó)防行業(yè)對(duì)新技術(shù)及前言技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，我們將結(jié)合NX對(duì)當(dāng)前新技術(shù)的支持與發(fā)展方面，通過(guò)本次網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)的方式，向客戶展示我們?cè)谶@些新技術(shù)方面的進(jìn)展和應(yīng)用情況。
通過(guò)本次研討會(huì)，您將了解到：
NX在復(fù)合材料設(shè)計(jì)及應(yīng)用方面的解決方案以及成功案例；
NX在不同軟件間的協(xié)同設(shè)計(jì)解決方案；
以及基于我們最新發(fā)布的NX2206版本的在增材制造解決方案方面功能的增強(qiáng)和更新等。
我們誠(chéng)摯地邀請(qǐng)您參加本次線上研討會(huì)，共同探討NX在國(guó)防行業(yè)先進(jìn)技術(shù)及未來(lái)發(fā)展方向。
西門子X(jué)celerator，為您數(shù)字化轉(zhuǎn)型提速！
活動(dòng)信息
時(shí)間：2022年7月21日（星期四）14:30-16:10
地點(diǎn)：線上會(huì)議
點(diǎn)擊鏈接 報(bào)名注冊(cè)
https://events.siemens.com.cn/disw/we/ad001/?pk_source=jishu
內(nèi)容安排
No.
展開 劉錦川院士團(tuán)隊(duì)《APM》綜述：基于增材制造的先進(jìn)鈦合金設(shè)計(jì)！
因此，由于增材制造的熱環(huán)境、凝固過(guò)程、相變機(jī)制等與傳統(tǒng)的鑄造或鍛造工藝完全不同，只有綜合考慮合金設(shè)計(jì)和增材制造的獨(dú)特特性，才能協(xié)同推進(jìn)新材料和加工技術(shù)的共同進(jìn)步。
結(jié)論
本文系統(tǒng)回顧了先進(jìn)鈦基合金增材制造的最新進(jìn)展。基于合金選擇和設(shè)計(jì)的角度，對(duì)增材制造工藝與合金成分之間的相互作用進(jìn)行了仔細(xì)研究和討論。雖然增材制造技術(shù)對(duì)制造無(wú)缺陷、各向同性和均質(zhì)的金屬零件提出了巨大挑戰(zhàn)，但增材制造工藝的非平衡特點(diǎn)實(shí)際上有助于實(shí)現(xiàn)一些前所未有的微觀組織、相組成和成分結(jié)構(gòu)等。本文的目的是提出合金設(shè)計(jì)和工藝協(xié)同進(jìn)步的新視角。與僅將增材制造視為生產(chǎn)近凈成形部件的成形技術(shù)不同，我們將增材制造視為一種不可替代的材料處理和設(shè)計(jì)方法。將合金成分組織設(shè)計(jì)與增材制造特點(diǎn)相結(jié)合，可以極大地促進(jìn)在3D打印時(shí)代設(shè)計(jì)具有可控微觀結(jié)構(gòu)和性能的先進(jìn)結(jié)構(gòu)材料。
作者簡(jiǎn)介
劉錦川院士：現(xiàn)任香港城市大學(xué)杰出教授，美國(guó)工程院院士，中國(guó)工程院外籍院士，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家研究院資深院士，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室金屬與陶瓷部合金行為與設(shè)計(jì)組前組長(zhǎng)。
展開 
設(shè)計(jì)仿真 | 軸承座創(chuàng)成式設(shè)計(jì)到增材制造工藝仿真應(yīng)用
Simufact
增材制造（“3D打印”）技術(shù)集先進(jìn)制造、智能制造、綠色制造、新材料、等技術(shù)于一體的新技術(shù)。增材制造技術(shù)從原理上突破了復(fù)雜異型構(gòu)件的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)材料微觀與宏觀的可控成形，從根本上改變了傳統(tǒng)“制造引導(dǎo)設(shè)計(jì)、可制造性優(yōu)先于設(shè)計(jì)、傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)理念，真正意義上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)成式式設(shè)計(jì)、拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)變，為航空、航天、機(jī)械、汽車、電子等以及新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟了巨大空間。那么針對(duì)創(chuàng)成式增材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到增材工藝一體化評(píng)估，海克斯康提供了完整的解決方案。
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創(chuàng)成式設(shè)計(jì)解決方案
海克斯康的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)軟件MSC Apex Generative Design具有增材制造工藝做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化功能，一改傳統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化軟件操作復(fù)雜、需多個(gè)平臺(tái)（多個(gè)人員）數(shù)據(jù)傳遞、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足等弊端，堅(jiān)持做具有高度自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)單、以應(yīng)力為導(dǎo)向的創(chuàng)成式設(shè)計(jì)平臺(tái)，創(chuàng)建光順、輕質(zhì)、一體的“有機(jī)”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，真正做到為增材制造提供質(zhì)量好、重量輕、結(jié)構(gòu)美觀的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
海克斯康的金屬增材制造工藝仿真解決方案Simufact Additive更是在國(guó)內(nèi)外增材制造加工領(lǐng)域享有很高的知名度，作為為全球客戶服務(wù)的增材制造的仿真解決方案，Simufact Additive可對(duì)粉床熔融、粘結(jié)劑噴射、機(jī)加等增材制造工藝進(jìn)行仿真分析。Simufact Additive軟件主要工作內(nèi)容是在3D金屬打印前，通過(guò)對(duì)打印過(guò)程、掃描策略、工藝參數(shù)、基板螺釘卸載、線割、熱處理、HIP、支撐移除等過(guò)程仿真，預(yù)測(cè)打印變形、打印開裂、收縮線、卡刮刀等制造缺陷，軟件具有支撐優(yōu)化、變形補(bǔ)償自動(dòng)迭代優(yōu)化功能，幫助用戶優(yōu)化打印變形，做打印可行性分析、成本評(píng)估等，通過(guò)多種仿真分析方法，幫助客戶快速對(duì)比不同的打印方案，實(shí)現(xiàn)一次打印成功，降低試錯(cuò)次數(shù)，從而節(jié)省成本。
展開 考慮增材制造工藝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
增材制造的一大優(yōu)勢(shì)是可以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，使很多我們之前所熟悉的產(chǎn)品變得跟原來(lái)的設(shè)計(jì)相比，零件更少，材料更少，具備相同甚至更好的力學(xué)性能，可以說(shuō)增材制造給設(shè)計(jì)師們賦予了更多的設(shè)計(jì)自由度。
但，由于增材制造與傳統(tǒng)機(jī)加方式的原理不同，為“堆積”材料的工藝。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮支撐結(jié)構(gòu)，熱歷史，打印時(shí)長(zhǎng)，成本，成型質(zhì)量等各種因素。由此，增材制造設(shè)計(jì)方法（Design for Additive Manufacturing (DfAM)）應(yīng)運(yùn)而生。它是考慮增材制造工藝而開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)方法。
一、支撐
- The more support material you have the more cost due to printing time
支撐材料越多，打印時(shí)間成本越高
- The more support material you have the more material cost you will have
支撐材料越多，打印材料成本越高
- The more support material you have the more time for the finish is needed
支撐材料越多，打印完成時(shí)間越長(zhǎng)
由此可知，支撐是影響增材制造的重要因素，合理設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)十分必要！
那么為什么要有支撐？支撐有什么用？怎樣設(shè)計(jì)支撐？
圖1 不同懸垂角添加支撐對(duì)比圖
作用一：支撐懸臂結(jié)構(gòu)，保證打印順利進(jìn)行
如圖1所示當(dāng)零件具有超過(guò)一定的懸垂角度的結(jié)構(gòu)時(shí)，則需要支撐結(jié)構(gòu)來(lái)支撐成型，保證良好的質(zhì)量，否則不能成功打印。
展開 報(bào)名倒計(jì)時(shí)：ANSYS 增材制造設(shè)計(jì)及過(guò)程仿真技術(shù)論壇（上海TCT同期）
2019 ANSYS增材制造設(shè)計(jì)及過(guò)程仿真技術(shù)論壇的邀請(qǐng)函發(fā)出后，報(bào)名熱烈，會(huì)議6天倒計(jì)時(shí)，目前僅有少量席位剩余，誠(chéng)邀大家盡快報(bào)名。
本次會(huì)議免費(fèi)，為TCT展會(huì)同期開展的仿真專題論壇，將于2月22日下午在上海卓美亞喜馬拉雅酒店隆重舉行。
ANSYS公司于2017年底宣布成功收購(gòu)高級(jí)增材制造仿真技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者3DSIM，并和卡耐基梅隆大學(xué)，美國(guó)制造American-Make, General Electric, SLM Solutions, Granta等集團(tuán)公司開展了大量基于增材制造的設(shè)計(jì)和工業(yè)優(yōu)化仿真工作，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
此次由ANSYS首次主辦的會(huì)議邀請(qǐng)到了ANSYS全球增材產(chǎn)品高級(jí)研發(fā)經(jīng)理Chris Robinson先生(曾就職于Sandia National Laboratories, Utah State University, NAVAIR, Boeing, 3DSIM)，ANSYS美國(guó)資深增材技術(shù)專家James Yang先生（曾就職于GE Aviation and GE Additive），ANSYS印度結(jié)構(gòu)產(chǎn)品開發(fā)資深專家Mukul Atri先生共同為大家介紹ANSYS全新的增材仿真解決方案，將面向國(guó)內(nèi)用戶企業(yè)首次發(fā)布ANSYS Additive Suite 2019 R1全新升級(jí)版，并展望增材制造仿真在全球發(fā)展的趨勢(shì)及重要的應(yīng)用前景，會(huì)議還邀請(qǐng)到SLM Solutions中國(guó)區(qū)總經(jīng)理馬建立先生帶來(lái)了精彩演講。
展開 基于Altair Inspire的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與增材制造一體化研究
因此，可以將拓?fù)鋬?yōu)化方法和增材制造技術(shù)作為不可分割的整體，從大局的高度研究該問(wèn)題，并且，Altair Inspire作為一款優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)創(chuàng)成化設(shè)計(jì)軟件，值得被廣大設(shè)計(jì)師應(yīng)用和推廣。值得關(guān)注的是，這一軟件在近年來(lái)吸引了越來(lái)越多的海內(nèi)外學(xué)者，拓?fù)鋬?yōu)化方法和增材制造技術(shù)的理論和應(yīng)用如雨后春筍般迅速壯大。
大連理工大學(xué)-孫肇優(yōu)-Altair Inspire學(xué)生案例競(jìng)賽+工業(yè)設(shè)計(jì).zip
