设计-3D打印技术参考-(第32页)    

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  • 俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨

    俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨

    11月26日,俄罗斯卫星通讯社报道,日前,俄罗斯科学家和工程师已经找到了将航空发动机零件重量减少20%的方法,可以将飞机减重约一吨。伊柳辛Il-20M飞机制造业都是以每公斤计,即使微小的重量变化也能显著提高效率并改善飞行特性。据报道,此次俄发动机减重,借助了现代材料学、航空制造的新科技以及最新的设计方法等飞机工程的最新理念。俄发动机俄罗斯国立科技大学生态技术与工程学院院长安德烈•特拉维诺夫表示,这一最新研发的国产航空制造技术独特之处在于,发动机支架采用仿生结构设计,按照现代材料学的方法,合理分配材料,以适应零件负重和工作条件,并采用选区激光熔化技术(金属3D打印技术)和钛合金制造。最终,采用新技术制造的零件成功减重20%。拓补优化的钛合金航空支架目前,一家俄罗斯飞机制造厂已顺利制造出试验批次的创新型支架,并完成台架试验。试验证明,采用拓补优化和3D打印制造而成的新型支架完全符合全俄国家标准。俄罗斯航空冶金专家、乌法国立航空技术大学铸造系副教授帕维尔•阿利金称:"对于航空发动机的设计者来说,单件产品可减重100克,这已经是很大的成就。然而这项技术的好处不仅在于大幅减轻产品质量,更让研发新支架的速度前所未有得加快。"据悉,新型支架从创意到生产设计总共用了一周,而在此前,这至少要花费六个月。阿利金认为,两三年后就可用上3D打印参与制造的量产发动机。实际上,单个零件重量减少20%并不意味着整个发动机的重量减少20%。但据专家估计,这项技术能让发动机重量减少至少10%,这也是很大的数字,意味着每台发动机能减少200-250千克,也就是一架飞机可减重近一吨。除了彻底减轻重量外,科学家还通过节省昂贵的3D打印粉末,大大降低了生产成本。TCT Asia 2019 ,预登记参观免50元门票欢迎材料、机械、设计、控制等专业的学生及技术人员加入3D打印技术参考QQ群:867355738。本群将提供技术交流、工作机会以及资料分享。延伸阅读:您的下一航班将使用3D打印的引擎部件珠海航展:看3D打印如何助力中国军备创新设计:NASA借助AI和3D打印制造大蜘蛛行星着陆器从美国技术封锁到中国发布战略性新兴产业,谈中美两国之间的技术博弈长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):俄科学家采用新技术为飞机“瘦身”约一吨
  • 创新设计:NASA借助AI和3D打印制造spider行星着陆器

    创新设计:NASA借助AI和3D打印制造spider行星着陆器

    笔者在前几期曾发布一篇名为《人工智能和3D打印:满足制造业未来》的文章,细数当下AI和3D打印如何结合生成创新设计。就在前几日,NASA宣布他们与Autodesk合作,借助这两项先进技术打造了史上最炫酷的行星着陆器“spider”,再次将两项先进科技的结合推向前台。 Spider着陆器2012年,NASA将好奇号发射到了距离地球5500万公里之外的火星,到目前为止,在过去或现在都没有找到关于火星生命的证据。NASA喷气推进实验室(JPL)的设计师和工程师这次将目光锁定在了距离地球更远的土星及其卫星。众所周知,太空发射具有高昂的成本,任何重量的增加意味着需要消耗更多的燃料。在航天器结构完整性和耐久性允许的情况下尽量减重,便成为各航空大国都在追求的目标。合作背景针对此项目,Autodesk主动向JPL寻求合作,后者则提出了一个非常明确的目标:找出减轻深空着陆器重量的方法。行星际着陆器需要在远低于零的温度下执行复杂的操作功能,并且要承受比地球上大几千倍的辐射水平,但首先,它必须有足够的燃料才能到达目的地。Spider着陆器渲染图在太空探索中,升空时的重量是最重要的考虑因素之一。从结构有效载荷中节省出来的每千克质量,可以大大提高传感器和科学仪器的有效载荷。在零风险和使用潜力之间取得平衡在很多行业,试错可以推动产品改进。但在太空探索中,失败的代价太高,任务通常只允许一次成功,很少有B方案,因此可以理解包括国内航空在内的所有航空公司都如此谨慎小心。JPL团队在此项目中坚持使用已经验证过的材料,如钛合金和铝合金,这些材料可以承受恶劣的空间环境,也能够进行CNC加工等经过验证的制造工艺。与此同时,他们需要探索新技术可以带来什么,这里面有成本因素也有避免被其他公司淘汰的担忧。他们总是在零风险和使用潜力之间取得平衡。项目成员精心组装着陆器的组件在JPL内部会有专门的部门尝试新工艺,并推荐能够对特定任务抱有安全承诺的团队。他们一直谨慎的将新技术融入工作中,尝试新技术,同时将风险降到最低。利用AI实现30%甚至更高的性能提升最初10%的减重并未引起JPL的兴趣,真正的变化发生在Autodesk开始借助AI软件。使用云计算、机器学习和实验生成设计技术,快速生成一系列适合工程师设定的特定约束的设计解决方案,它使设计团队能够探索更广阔的设计空间,同时仍然受到制造工艺和性能需求的约束,也即生成的设计必须能够通过现有的制造手段加工出来。3D打印、CNC和铸造 - 用于制造着陆器的不同部件JPL团队探索了多个结构部件的实验性生成设计,包括放置科学仪器的内部结构和将着陆器腿部连接到主有效负载箱的外部结构。其中一些部件最终通过3D打印制造,与最初的基准设计相比,外部结构的质量减少了35%。着陆器约2.5米宽,1米高与此同时,AI生成设计的另一个主要好处是它使JPL团队能够快速迭代设计。随着设计的成熟和新的性能或环境数据的出现,AI生成设计可以让客户快速创建新结构。大多数团队通常需要2-4个月才能完成的修改,使用AI则可以在2-4周内完成,设计人员只需要更新约束条件,而不需要从头重新开始,这也使得设计过程发生真正革命性的改变。END创建一个能够承受极端条件的着陆器是一项巨大的挑战,JPL的设计人员正在研究和使用他们掌握的所有新技术。目前,AI生成设计的应用仍然被视为JPL内一个发展性的研究项目。但把看似不可能的事情变成可能是JPL的特色,正如上世纪60年代大型计算机计算能力的突飞猛进帮助太空计划达到新的高度一样,AI生成设计等技术正在太空探索中创造新的可能性,使我们能够更进一步、更多地了解我们在宇宙中的位置。欢迎转发资料下载请加入3D打印技术参考QQ群:867355738在校生3D打印专业知识交流与分享,寻找工作机会,请加入高校人才社区交流群:942944143延伸阅读:人工智能和3D打印:满足制造业的未来先进材料正在塑造聚合物增材制造的未来焦点:3D打印大规模制造面临的挑战长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):创新设计:NASA借助AI和3D打印制造spider行星着陆器
  • 人工智能和3D打印:满足制造业的未来

    人工智能和3D打印:满足制造业的未来

    人工智能(AI)已成为近两年来非常火的一个词儿,从IT界的程序猿到菜市场的老大妈,都在谈论哪儿哪儿又人工智能了,好像这项高大上的神科技真就在身边似的。可不就是,那送快递的机器人、风儿跟着你跑的空调机,还有那龙泉寺的贤二和尚,真真儿让我们发现,AI,还真就在身边了。Atlas人工智能机器人人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。可以肯定的是,人工智能将是我们未来的一部分,它将用于制造真正先进的设备。但是你知道3D打印技术也可以充分利用AI吗?如今,增材制造已成为改变制造业游戏规则的技术,随着工业领域对3D打印正在提出越来越高的质量要求,人们开始借鉴其他技术来实现多方面的质量保障,这里面有机器视觉、机器学习以及智能监控,但这些技术无一不与人工智能联系紧密。3D打印是一个复杂的过程,AI可以极大地帮助改善其运行效率,使这项技术更加高效。人工智能和3D打印的组合可以给增材制造带来新的惊人应用。3D打印和人工智能如何协同工作1. 通过AI进行3D设计3D打印的模型设计必须使用CAD软件,现在AI已经越来越多地集成进了建模软件,帮助用户创建最佳的3D打印模型。CAD仿生设计Solidworks最近推出了Solidworks Xdesign,这是一款使用AI的强大3D建模软件;而Autodesk开发的Dream Catche则可以用于再生设计。使用此类工具,完全由计算机自动合成几何,只需几个小时即可生成数百种设计。由AI参与完成的无数个无人机仿生结构AI的使用能够帮助找到3D模型中的缺陷,并能识别无法打印的模型,从而为3D打印项目提供更加完善的解决方案。AI参与设计的空客飞机仿生隔断结构(点击图片)2. 通过AI进行缺陷检测人工智能能够在改进打印工艺、避免打印错误方面提供重要帮助,此举能够为获得高质量的零件提供保障。产品表面缺陷检测对于人工或机器视觉来说都是一项艰巨任务。这些缺陷可能具有随机形状和低对比度,用机器视觉来检测需要复杂的机器视觉算法。通用电气在纽约的实验室正在开发这种计算机视觉技术,并将人工智能和机器学习用于打印零件的检测,最终实现3D打印部件的质量控制。机器视觉与缺陷检测雷尼绍在机器视觉与智能监控方面走的要更远,其推出的LaserVIEW和MeltVIEW模块旨在实现打印过程的实时控制。它可以使用户和研究人员深刻理解打印工艺,随着建造进行,数据以3D形式呈现,工程师可以对比每个传感器的数据并比较任何可能的变化,从而对缺陷进行原因分析。雷尼绍机器视觉与智能监控(点击图片)我们已经知道3D打印是一种节省时间、降低成本的制造技术, AI的引入,将提高设备的智能化水平,以此将进一步减少制造时间和材料浪费,并为零件质量提供保障。3. 人工智能将成为未来工厂的一部分人工智能显然可以集成进入3D打印工厂,并改变制造业的未来。AI Build是一家位于伦敦的公司,开发了一种基于AI的自动3D打印技术。其设备配有智能挤出机,能利用机器视觉算法分析正在打印的结构,可以检测缺陷问题,并能做出自主决定。它是一个使用工业机器人和机器学习软件的大型3D打印平台。3D printting with AI自动3D打印工厂的可能性现在已成为现实,这将大大节省时间并降低人工成本。事实上,使用打印机和人工智能可以自行决定并打印可行的部件,工厂的时间和资源可以专注于更多其他任务,这是一场真正的革命。AI Build正致力于机器自动识别、自主学习错误并创建真正错综复杂结构的打印机,这将帮助增材制造技术走得更远。 EOS未来工厂END人工智能用于3D打印生产,其实是在物理环境和数字环境之间建立一个反馈循环,使用这种智能打印系统,机器方能识别缺陷并实时做出工艺调整,当然,这很困难,却可能会成为未来发展之路。AI和3D打印相结合可能会产生很好的化学反应,3D打印技术本身可以改进,智能化的发展会让3D打印在未来制造中更具优势。3D打印印将越来越高效,花费时间越来越少,质量也将越来越可靠。欢迎加入3D打印高校人才社区qq群:942944143,本群定位高校3D打印专业知识交流及个人推介,人才信息将直接向3D打印企业负责人提供,为你找到心仪工作增添一次机会。仅限在校3D打印专业硕士、博士加入。欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology延伸阅读:空客为未来航班生成仿生设计增材制造实时监控与工艺过程仿真金属3D打印实时纠错—机器视觉结合人工智能的新方法 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):人工智能和3D打印:满足制造业的未来
  • 韩国首例3D打印胸廓成功植入人体

    韩国首例3D打印胸廓成功植入人体

    这在中国已经不是什么新鲜事欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology延伸阅读:医疗案例:3D打印气管支架用于复杂手术医疗奇迹:3D打印如何改善我们的生活国内PEEK打印机及医疗应用案例 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):韩国首例3D打印胸廓成功植入人体
  • 由EOS帮助空客A380优化高压液压阀块质量和结构得到的启示

    由EOS帮助空客A380优化高压液压阀块质量和结构得到的启示

    增材制造技术应用在空客飞机上的案例已经太多,如A350的闩锁轴、前翼梁上的电缆支架、A320的间隔板以及仿生隔断等等,林林总总,空客已经使用了上千个增材制造的零件。与此同时,空客也与EOS、雷尼绍、Stratasys、Reprap等公司展开合作,技术类型涵盖SLM、FDM、SLS等,共同推进3D打印技术的航空应用。传统制造技术在当今工业条件下已经相当成熟,继续进步异常困难,而增材制造却为航空减重、降低成本、实现效益增长提供了新的契机。与此同时,增材制造的思维有别于减材制造,这也为解放设计、优化产品结构提供了新的可能性。因此,增材制造对于制造业的改变以及对于产品的改造也是空前的。外部挑战与增材思维的碰撞在全球生态意识逐步提高、燃料价格上升和缺乏替代能源的背景下,航空航天业需要寻找新技术以保持竞争力。基于粉末床的工业3D打印有可能带来根本性变化并促进创新组件的开发和使用。当传统行业决定使用增材制造时,便面临着哪些零部件可以使用增材的方法来制造以及如何使用的问题。空客零部件供应商利勃海尔早在多年前就推出了增材制造计划,与空客以及开姆尼茨理工大学的研究团队一起,发起了一个由联邦经济事务和能源部(BMWi)资助的项目,目标是用一体成型的增材制造高压液压阀块替代传统的组合部件。在飞机上,部件之间协同工作以确保安全飞行。扰流板致动器将扰流板移动到期望的位置以减小飞机升力,起到调节飞行速度和高度的作用。这些主要的飞行控制组件在生产过程中要求最高的质量和精度标准。通常,致动器阀块由锻造材料经机械加工、修整、钻孔并最终组装而成,整个过程既耗时又复杂,几乎没有优化空间。然而,冗杂的工艺步骤和繁多的零件组成为金属3D打印展现作用提供了可能。与此同时,仅仅依靠增材制造替代原部件是不够的,新部件必须更轻,有更高的使用效率并满足环保需求,才能凸显增材制造作为未来有无限前途的技术的可行性。解决方案研究团队使用EOS工业3D打印技术来为航空业优化设计和生产流程。通过分析传统部件,研究团队确定了液压结构并移除了辅助部分。根据主要部件的安装空间和接口要求进行重新定位,优化管路连接,这为新部件的设计奠定了基础。“3D打印使复杂性突然变得不再成为问题,零件一层层的堆叠而成使我们能够构建复杂的几何形状,功能元件使用弯曲管道直接相互连接,减少了零件数量,节省了生产时间”,利勃海尔首席工程师介绍到。选择的材料为适用于航空的钛合金,质量轻、机械稳定性好而且有非常好的耐腐蚀性,因此新部件重量减轻,更具成本效益。后处理步骤包括消除应力的热处理,以及对液压通道的特殊处理。对于组件及其制造材料的可靠性和安全性,利勃海尔则完全信赖EOS,零件可靠是实现批量生产的先决条件。对比结果3D打印的液压阀块与传统阀块具有相同的性能,但重量减轻了35%,零件数量减少,有10个功能元件集成到新的阀块中,从而消除了具有大量横向孔的复杂管道系统。这与增材制造所宣传的制造相同的产品,但质量更轻、零件更少相契合。与传统的铣削工艺相比,工业3D打印不那么复杂而且极其有效,同时使废料保持在最低限度。同时,采用EOS M290制造液压阀块需要大约一天时间,而使用四激光的M 400-4则可以将建造时间减少75%以上。这些轻量级的3D打印阀块和未来的3D打印部件也将有助于降低油耗并减少二氧化碳和氮氧化物排放。 由于航空业对飞机部件的要求非常高,EOS与利勃海尔合作通过使用监控套件来进行无缝和实时的组件检测。在未来,这将加速工业3D打印过程中材料缺陷的识别,并有助于减少对计算机断层扫描等下游质量保证流程的需求,建立绝对可靠的生产工艺。得益于EOS增材制造技术,利勃海尔已成功将3D打印的高压液压阀安装在A380飞机上完成了试飞。启示传统制造日益显示出对创新的局限性,也越来越难以满足对日益苛刻的环保要求,而增材制造发展到今天,意味着潜在的成本节约、可持续发展目标以及新的客户利益。这些优势可以带来足够的市场差异化,对于传统制造商,3D打印是实现转型升级、在竞争正脱颖而出的必要技术手段。中间研发团队的重要性通过对诸多大型企业使用增材制造的经验来看,对于增材制造的使用并非盲目,专门的研究团队成为应用推进的主要助力。在空客A380液压阀门的案例中,利勃海尔与空客以及开姆尼茨理工大学组成联合研发团队共同推进项目进行;在奥迪汽车对增材制造的使用经验中,笔者也发现奥迪也具备专业的团队进行增材制造零件的可行性分析;在医疗方面,上期的医疗案例中亚特兰大儿童保健公司也是与佐治亚理工学院的生物工程师组成研发团队,共同开发医疗产品;在国内,东方航空增材制造实验室以及如西安交通大学这样的研究机构无不在增材制造的应用推进方面做出了重要贡献,这些事实说明,传统制造领域与增材制造领域的学科交叉对于应用的推广和使用异常重要。中间团队既需要懂得传统的产品是怎样做的,也需要了解增材制造的优势,因此才能知道哪些产品可以使用增材制造,同时也需要利用增材制造的思维去进行传统产品的优化设计。这些经验也使得这些公司能够迅速的使用并能用好增材制造。增材制造已经走过了盲目发展的野蛮阶段,现在走的是应用路线,越来越多的传统制造从业者正积极主动的拥抱增材制造,这是今年来这个行业发展的重要变化。欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology延伸阅读:奥迪实现高效3D打印产出的应用经验3D打印:打造世界效率最高重型燃气轮机9HA看东方航空如何将增材制造运用到民航维修改装领域 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):由EOS帮助空客A380优化高压液压阀块质量和结构得到的启示
  • 看波音如何在集成机械设计中应用增材制造

    看波音如何在集成机械设计中应用增材制造

    波音公司将增材制造技术应用于CST-100新型载人宇宙飞船的制造,以减少重量,节约成本和缩短交货时间。该团队因此获得美国宇航局太空飞行意识奖。CST-100新型载人宇宙飞船卫星设计具有极端质量临界、多功能结构、低产量、低占空比、高可靠性和快速市场化的特点。基于此,在航天器和卫星平台建设中,增材制造可实现高效设计流程,并能提供以往无法实现的设计解决方案的特点,为飞行器产品的设计和分析开辟了一个新途径。通过拓扑优化设计轻量化航天器结构通过702SP卫星开发计划,波音公司改变了其工程运行模式。技术团队建立了一种集成设计方法,所有机械元件都在一个技术领导下整合。首席工程师负责平台机械架构、负载路径、子系统集成、新材料开发以及负载开发、设计和制造的协同执行。首席工程师还负责各个分支的所有预算,不仅对设计负责,还对平台机械子系统的可制造性和测试负责。该模式的主要部分是主动使用增材制造,这使得“自由设计”成为可能。如今可以借助增材制造实现曾经无法加工的设计。这种新的制造方式使工程师采用新的思维模式进行思考,并在结构解决方案的开发中发挥创意。波音团队的成功取决于多个因素,包括拥有设计、应力分析、材料和制造工程经验的多技能团队,以及从概念到产品发布的完整所有权。增材制造的系统方法波音在航空航天领域使用增材制造的第一个重要应用是SES-15航天器。该团队确定了几个可行范围,包括在最低点表面安装光学平台的新设计。该架构需要一种系统解决方案,不仅适合使用增材制造,而且还要体现增材制造的部件在集成组件中的作用方式。仅靠增材制造无法产生显著的技术优势。但当增材制造与新的复合材料及粘合材料一起使用时,便产生出了轻质、低成本和热稳定性好的结构件。SES-15项目用于建立验收测试系统,该系统现已应用于波音空间和导弹系统中所有3D打印的飞行硬件。SES-15卫星带有3D打印部件随着增材制造技术的部署,波音已经开始收集关于制造成本和制造周期的数据,这些数据将在未来帮助决策。走向主流波音公司已经不仅仅将增材制造用于卫星和航天器制造,同时该技术也正应用于导弹、直升机和飞机。仅在太空系统中,一支小型、多技能的团队正在为飞行计划提供近1,000个增材制造的零件。随着增材制造成为主流制造技术,可以通过设计实现集成机械系统的可制造性改进和成本降低。如果没有充分理解和重新设计整个系统,就不可能优化增材制造组件。增材制造项目最有效的未来状态将是基于机械系统工程和集成设计的附加生态系统,这将由多技能工程师构成,他们在设计、应力分析、材料、制造和负载方面拥有丰富的知识,可为产品在生命周期内开发创新且经济高效的解决方案。 欢迎转发延伸阅读:空客为未来航班生成仿生设计3D打印复杂钛合金镶件:挑战传统加工手段地位采用点阵结构替代支撑实现轻量化和高强设计发动机制造:雄起的中国航空空间发射系统中3D打印技术的应用价值长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):看波音如何在集成机械设计中应用增材制造
  • 空客为未来航班生成仿生设计

    空客为未来航班生成仿生设计

    想象一下,你正在飞往度假胜地的航班上,为了避免突然出现的湍流,飞机的机翼改变了形状;或者飞机在中途被撞击,撞击孔在你眼前慢慢自动密封;又或者飞机机体变成透明,你可以看到周围的一切风景。。。这是2011年空客推出的空中客车概念舱愿景,听起来充满漫威色彩,但这一切随着科技的发展,都在慢慢变成现实。空客与纽约建筑公司The Living、Autodesk和APWorks合作开发了世界上最大的金属3D打印飞机部件—仿生隔断。该隔断是将机组人员与乘客隔开的纤细而重要的隔墙,急救担架固定位置以及乘务员座椅折叠固定位置均集成其间,结构复杂、功能多样,制造过程充满挑战。隔断结构仿生设计设计人员针对隔断的结构进行了仿生设计,并采用先进材料进行金属3D打印,与传统隔板相比重量减轻45%,而且强度和功能更加强大。减轻的重量可以节省燃料并能减少每年超过100万吨的碳排放量。仿生隔断结构隔断结构的设计模拟细胞和骨骼生长,将所有接口点连接到飞机的主要结构,各个分区内结构互相连接,并通过计算机来测试这些基于生物学的设计,最终创建出独特的结构。设计团队最初目标是减轻30%的重量并保证性能,通过使用仿生设计,重量减轻达到45%。仿生设计在减重的设计中需要设置强度约束,设计团队通过软件模拟获得了隔断结构10,000多个设计排列,并依靠大数据分析来减少设计迭代的次数,最终确定具有最佳性能的结构。设计迭代在决定制造之后,空客公司使用三种不同的3D打印系统完成制造: Concept Laser M2,EOS M290和EOS M400(用于非常大的部件)。工作人员将整个隔离结构分成多个组件,按照组件大小选择合适成型空间的打印机,然后同时生产。创建一个完整的隔断至少打印七个批次。3D打印组件整个结构被分成116个组件,所有组件都有连接器,最终拼接完成之后工作人员对其轻盈的重量和坚固的强度印象深刻。该项目的负责人指出,过去的隔离结构几乎不可能实现减重,而今天通过仿生设计和3D打印可以轻松给部件减重。当前的金属打印机还只能打印小型的飞机部件,更大的成型空间意味着可以打印更大的部件。空客的目标是借助仿生设计实现驾驶舱甚至整架飞机的3D打印,就现在技术日新月异的程度,未来也未必不可能实现。虽然设备、材料、工艺组成了3D打印的三要素,但诸多案例说明,设计将是未来3D打印技术的关键。 欢迎转发延伸阅读:采用点阵结构替代支撑实现轻量化和高强设计3D打印复杂钛合金镶件:挑战传统加工手段地位长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):空客为未来航班生成仿生设计
  • 采用点阵结构替代支撑实现轻量化和高强设计

    采用点阵结构替代支撑实现轻量化和高强设计

    在金属打印过程中,支撑能够起到导热和防止应力变形的作用,但支撑的存在也给后处理带来了诸多不便。镂空支撑的出现大大减轻了支撑的去除难度,同时有利于节省材料。拓补优化是实现零部件减重的重要手段,伴随结构优化的进行,零部件会出现大量的镂空结构,在SLM打印过程中不得不添加支撑以实现顺利制作。在Materialise的众多案例中,有一项是采用点阵结构来取代支撑实现轻量化和高强设计的应用。案例一:减重63%的钛合金航天部件GE Aviation 用3D打印制造了著名的一体化燃油喷嘴。他们是众多了解3D打印技术能对航空航天业产生巨大影响的公司之一。这不仅体现在供应链方面,也体现在减重方面,飞机更轻可以节省更多的燃料。使用与模拟和分析软件完全兼容的Materialise软件,用户可以制造出重量轻且强度高的工业金属部件。该部件在GE位于不莱梅的金属打印中心采用钛合金3D打印。与传统技术制造的部件相比,重量减轻了63%。如何制造高强度轻量化部件为了减少支架和支撑结构的重量,Materialise团队使用设计优化软件3-matic来检测哪些区域可以用蜂窝结构来替换,这些区域可以减少材料使用,同时能够保证所需的强度。然后团队确定了结构单元的大小和位置,并重新设计了部件以确保其可以实现打印。应用团队根据应力和可打印性修改了光束直径,并测试了最终设计中的应力积累,检查是否需要拓扑优化。经过多次仿真迭代后,支架重量减少了63%。最终结果●原本成为损耗的支撑被功能性的轻量化结构所取代●减少了后处理的工作量●材料使用量减少63%●由于减少了材料使用,并扩大了支撑面积,从而减少了热应力凭借3-matic与有限元分析软件之间无缝衔接,金属部件的强度和可打印性才得以保证。如此显著的减重可以大大减少飞机的燃料消耗和碳排放。案例二:气流冷却器在使用通风机产生气流时,由于产生的是层流,通风机的叶片会阻断一部分气流,导致效率降低。这个气流冷却器内部独特的鳍片设计有助于形成湍流,增加气流的流速。气流冷却器的外部是适合3D打印制造的随型冷却水道,起到最佳的降温效果。较低的表面温度有助于内部热空气向外扩散,获得与鳍片更大的接触面积,从而形成更大的湍流。鳍片中的点阵结构避免了对支撑结构的需求,既轻便又坚固。 设计时还做了精心考量,尽可能避免粉末被卡在部件内部。End无论是减重,还是可打印性,甚至如何提高性能,避免制造缺陷,设计将成为3D打印制造整个链条中极为重要的一环。欢迎转发延伸阅读:Materialise e-stage有多逆天3D打印光致变色材料(含配方)3D打印磁性活化材料—赋予材料生命力粉末一致性对3D打印的意义长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):采用点阵结构替代支撑实现轻量化和高强设计
  • 当矿泉水瓶遇上3D打印变身时尚单品

    当矿泉水瓶遇上3D打印变身时尚单品

    一个矿泉水瓶还能做出什么花样,难不成还上天呢,可当看到这些个新东西时,“呦呵,还真要上天”。英国皇家版塑料瓶中国老百姓版塑料瓶在越来越讲究品味的年轻人眼中,老百姓版的塑料瓶显得。。。有点俗气啊,分分钟想来一瓶皇家版!先来侃一下皇家版的来历吧。女王凯特王妃碧翠丝公主新媳妇梅格汉•马克尔看过之后不难发现,这就是英国皇室的帽子啊,就是这样。英国哈里王子和美国女星梅格汉•马克尔将于当地时间5月19日举行婚礼,为了庆祝这一盛事,同时积极响应这对王室夫妇对于杜绝使用一次性塑料瓶的倡导,世界上最大的苏打水品牌SodaStream公司特别推出了这样一款限量版瓶子。猜一猜怎么做的!这批瓶子的瓶盖都是用3D打印制造, 每一款瓶盖的设计均出自知名设计师之手。其造型都是根据皇室礼帽、礼服的外观设计的,有多个款式可供选择。既然是瓶盖,最理想还得是塑料的,既然是3D打印的,无非就是光敏树脂采用SLA打印然后上色,或者是通过polyjet技术全彩色打印,但是确定的是,后者制作的瓶盖从色彩到耐用性都会是一流的。这样一款矿泉水瓶就是摆着也赏心悦目啊!所以说所以说3D打印还得是跨界玩才能玩出新高度!欢迎转发长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology点赞! 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):当矿泉水瓶遇上3D打印变身时尚单品
  • 推荐阅读:当水滴遇上3D打印

    推荐阅读:当水滴遇上3D打印

    水能3D打印吗?当然不能!请先将屏幕调亮但这个人物是由真实的水滴构成的水滴释放装置这是水滴技术与3D打印原理的结合类似stratasys的polyjet技术2500个开关控制水滴开闭闪光灯不断曝光“冻结”水滴过程十分精准精度达到毫米和毫秒量级精确控制水滴释放的位置和时间运动捕捉器控制水流摄像机多角度拍摄最终的效果便是诸帧动画神奇无处不在 延伸阅读:发动机制造:雄起的中国航空空间站纪实:奋起的中国航天从摩拜单车谈至未来汽车制造颇多惊喜:3D扫描+手机终端+3D打印+易容感谢您抽出来阅读此文转载请注明出处长按添加订阅Share the World's 3D Printing Technology 原文始发于微信公众号(3D打印技术参考):推荐阅读:当水滴遇上3D打印