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来了解一下3D打印的“好搭档”——拓扑优化
2019年10月12日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:413
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人们常说3D打印件具有轻量化的优势,但具体是怎么实现的,却是知之甚少。其中有一种技术在里面扮演了最为重要的角色,那就是“拓扑优化”

拓扑优化(topology optimization),是指一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标,在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法。通俗地讲,拓扑优化就是利用优化的手段,寻找结构内部哪里需要布置材料,布置何种材料,在保证一定约束下获取最优的性能,在现代产品设计中,是一种非常常见的结构优化方式。

经典的拓扑优化

比如说下面这辆由空中客车集团 APWorks GmbH制作的世界上第一辆3D打印摩托车Light Rider,它主车身的金属框架设计采用了Altair公司的优化软件OptiStruct进行拓扑优化。在保证结构强度的情况下采用镂空异形结构实现轻量化,整车总共只有35公斤重,从0到50英里的加速只需要不到5s的时间,满电续航里程可达60公里。

世界上第一辆3D打印摩托车Light Rider

不过在用于3D打印前,拓扑优化并不那么完美。因为在很多情况下,计算机给出的优化方案由于造型太过复杂,传统制造方法根本无法制造,所以只能再对其进行简化,甚至放弃。但是有了3D技术后,两者相辅相成,无论多么复杂的设计3D打印都能轻松完成,不仅真正发挥了拓扑优化的效能,同时也提高了3D打印的实用价值。

除此之外,还有很多精彩的3D打印产品都与拓扑优化技术密不可分,例如:ROBOT BIKE CO(RBC)公司设计的可定制3D打印自行车;意大利泰雷兹阿莱尼亚宇航公司(Thales Alenia Space)设计制造的3D打印卫星天线;瑞士苏黎世RUAG Space公司有史以来最长的工业级3D打印航天部件;英国增材制造厂商雷尼绍(Renishaw)与自行车厂商Empire Cycles合作,设计并制造了世界首辆全3D打印自行车;SOGECLAIR Aerospace采用3D打印制造航空发动机组件。

小编回想起之前与3D打印从业人员的交流时,他曾说过的一句话:“3D打印不仅非常有应用前景,而且是可持续发展好几百年的技术。”可以说,是拓扑优化给了3D打印足够的底气,两者可以说是真正的天生一对。

粉体圈 作者:小榆


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