设计 – 3D打印技术参考-(第2页)    
  • 空客下一代飞机热管理会交给3D打印?两种材料的竞速赛已开启!

    空客下一代飞机热管理会交给3D打印?两种材料的竞速赛已开启!

    近日,欧洲两项关于3D打印热交换器的消息引起了3D打印技术参考的特别注意。一则是空客与知名热交换器3D打印开发商Conflux合作,参与名为ZEROe的下一代商用飞机开发项目;另一则是由知名陶瓷3D打印技术开发商Lithoz参与的“TRIATHLON”重大科研项目,取得了阶段性成果。 这两则消息,均面向解决氢能作为航空动力的热管理问题,分别使用金属和陶瓷3D打印技术制造先进热交换器。 氢能动力下的散热要求 从长远来看,氢能有望成为推动航空业低碳转型的关键清洁能源,并有望为航空运输带来堪比新能源汽车对汽车行业的革命。为此,空客的目标是将氢动力商用飞机推向市场,并于2020年启动启动了一项名为ZEROe的项目;欧盟则从2024年发起了TRIATHLON项目(空客未参与)。 下一代航空器对热交换器提出了极致要求:必须在极低的重量和体积下实现极高的换热效率。同时,面对氢气的易泄漏特性和液氢的极低温挑战,热交换器必须具备万无一失的可靠性与安全性。 3D打印技术参考查询到,无论是将液氢转化为动力,还是管理电力系统产生的巨量废热,都离不开热交换器。它已从传统飞机的辅助角色,跃升为“热管理中枢”,其性能直接决定了飞机的效率、安全与可行性。 金属3D打印交换器,突破散热极限 Conflux是全球领先的采用3D打印技术开发热交换器的企业,它正通过一系列颠覆技术,为航空航天、汽车、半导体等高精尖领域提供前所未有的解决方案。 该公司首席执行官Michael Fuller表示,“我们与空客的合作标志着增材制造在可持续航空领域的应用迈出了重要一步。热管理是氢动力推进的核心事项,我们的专业知识正在助力这项技术从实验室走向飞行。”空客目前正在评估Conflux在1兆瓦以上燃料电池组件内的3D打印热交换器。 Conflux于2015年获得专利的首款热交换器设计。与传统制造的赛车热交换器相比,其散热性能提高了 3 倍,压降降低了 1/3,同时还具有其他令人印象深刻的改进。 根据2025年4月的报道,Conflux参与了澳大利亚AMSL Aeros氢动力垂直起降电动飞机的冷却系统的开发,该飞机的飞行距离可达1000公里。 传统制造无法实现的复杂几何形状和微观特征推动了3D打印热交换器的发展,翅片和薄壁设计可适应整个热交换器中不断变化的流体动力学。 热交换器的性能随着壁的变薄而提高。薄壁允许在不增加阻塞的情况下增加表面积,或者在不增加压降的情况下保持表面积并减小零件尺寸。薄壁也意味着较低的零件质量,这是许多客户的关键考虑因素。激光粉末床熔融技术可以制造厚度不到1mm的薄壁结构,使热交换器的性能提高成为可能。 采用微管芯的热交换器原型,采用该公司先进的构建参数开发 Conflux增材制造工程师Ian Fordyce博士强调,““对于高性能热交换器,我们一直在努力使壁和翅片尽可能薄,我们处理的厚度与粉末的粒径和激光光斑尺寸处于同一数量级。因此,小至10微米的误差对我们来说意义重大。这可能会减少我们可以放入热交换器中的翅片数量,并影响表面粗糙度并增加壁厚,所有这些都会降低热交换器的热性能。” 3D打印的紧凑型热交换器 Conflux 3D打印热交换器在汽车变速箱应用中的展示 AlN陶瓷热交换器,一种新选择 以上内容讲述的是金属热交换器,那么必须要使用金属吗?3D打印技术参考注意到,知名陶瓷3D打印技术开发商Lithoz于9月10日宣布正在开发和制造一种由氮化铝(AIN)制成的3D打印陶瓷热交换器,用于兆瓦级飞机的氢电推进系统。 氮化铝热交换器是未来氢动力系统的技术赋能者,将有助于航空业解决碳排放问题,提高系统效率和可持续性,同时减少维护成本并节省数十万欧元的成本。 Lithoz公司的氮化铝热交换器 为推动氢动力系统在航空领域的应用,欧盟发起了名为“TRIATHLON”的重大科研项目,核心目标是通过3D打印技术开发氮化铝陶瓷换热器,解决传统低温氢泵依赖问题,提升航空系统效率并降低成本。Lithoz是TRIATHLON项目的成员之一。 该创新应用由Ergon Research设计,基于热力学驱动的控制管理。它充分利用了Lithoz的LCM(基于光刻的陶瓷增材制造)CeraFab System 打印机和材料的精确度和可扩展性。 与传统的热交换器不同,TRIATHLON基于陶瓷的解决方案无需使用高能耗的低温氢泵。AIN因出色的热膨胀系数和导热率成为解决这些高性能组件热管理问题的理想材料,并实现了紧凑、轻量化的系统架构,这对于电气化航空至关重要。 Lithoz公司的AIN陶瓷3D打印样件 Lithoz的先进陶瓷已在航空航天工业和其他高应力领域得到验证。LCM打印的AIN具有出色的耐热性和机械性能,在低于600°C的温度下对氢的稳定性,可实现高精度、高表面积设计和卓越的导热性,确保在最小空间内实现最大的热交换——这对于下一代氢电系统都至关重要。 Lithoz首席执行官Johannes Homa 博士就该项目迄今为止取得的成功表示:“实现氮化铝的批量生产对航空航天业来说是一个重要的里程碑。这种材料开辟了目前其他公司无法实现的设计和应用可能性,将为航空业更绿色的未来做出了决定性的贡献。” 据了解,空客ZEROe飞机将配备由氢燃料电池驱动的电动螺旋桨推进系统,该系统通过化学反应将氢气转化为电能。该反应的唯一副产品是水,这意味着只要氢气是使用可再生能源生产的,整个过程几乎是碳中性的。飞机将配备四个螺旋桨,每个螺旋桨都由各自的燃料电池堆驱动。#增材制造 #3D打印 #热交换器 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 国际3D打印散热器设计大赛,由英特尔测试,中国团队成绩显著

    国际3D打印散热器设计大赛,由英特尔测试,中国团队成绩显著

    每两年一届的电子热管理领域全球顶级学术会议ITHERM 2025于5月27日-30日举办,会议前期还开展了ASME K-16/IEEE EPS冷板设计竞赛。要求参赛者根据要求设计出尽可能强大的冷板,并由组委会指定的电化学3D打印技术开发商Fabric8Labs进行增材制造,由英特尔和普渡大学S-PACK实验室进行性能测试。该比赛获得了先进液体冷却技术开发商Accelsius和汽车制造商丰田的资助。 本次竞赛旨在激发学生的创新设计能力,推动增材制造技术在热管理领域的应用。竞赛要求学生团队设计、分析和优化一个可3D打印的散热器(冷板),用于冷却采用强制对流水冷的恒定热流功率电子模块。 设计要求 散热片与底板尺寸:散热片尺寸为75.5 x 56.5 x 3mm,底板尺寸为100 x 80 x 1.6mm。最小特征尺寸为0.100mm(XYZ);XY方向最大特征尺寸0.500mm;Z方向最大特征尺寸为3mm;最小特征悬伸角度20°。 边界条件仿真:仿真流量范围为1– 2L/min,功率负载为350W,冷却液入口温度为20℃;必须使用提供的模型进行仿真。 增材制造约束:冷板将使用纯铜进行3D打印,预期有效热导率约为380 W/m·K;表面粗糙度可假设为1.5μm,但可能因几何形状而异。Fabric8Labs将进行增材制造设计(DfAM)评审,确保设计的可制造性。 组委会将评估整体设计的最小化压降、热阻等以及设计美感。鼓励创造性,并奖励传统制造方法无法实现的新型结构。所有提交的冷板将在英特尔进行实验评估,实验结果将与模拟结果进行比较。 十五进四,中国学生团队占三席 3D打印技术参考注意到,组委会最终在世界各地的15个设计中,评选出四支优秀团队,分别为: 1.中国诺丁汉大学,Congrui Ma、Junren Mao、Hongzhuo Zhu 和 Jikun Qi 2. 布里斯托大学Yue Heng Tan;谢菲尔德大学Adam Blackwood;诺丁汉大学Nimrit Kanwal;伯明翰大学Derin Catstaban;拉夫堡大学Isaac Waters 3.香港中文大学,王晓彤、高子军 4. 滑铁卢大学Joseph Nonso Orakwe和阿尔伯塔大学Alex Inoma 方案一:仿生学设计和结构优化 方案一:来自中国诺丁汉大学的团队采用仿生学设计和结构优化,冷板中心区域有2296个导向微散热片,两侧有导流墙引导冷却液,并在边缘区域形成高速区域。冷板创新采用了可定制的微鳍和带孔隙的导流墙结构。微鳍设计灵感源自涡轮风扇叶片,通过密集排列的流线型叶片脉络,显著增大了散热面积,提升了对流换热效率。同时,导流墙的设计则巧妙地引导液体流动,在边缘区域形成高速流动区,进一步增强了散热效果。这种仿生设计巧妙融合了涡轮叶片的形状与叶脉的分支模式,既增大了散热表面积,又确保了冷却液的均匀分布,并最小化了压力损失。 在技术细节上,冷板的设计包含了多个关键特征:叶脉状流体通道模仿叶脉的分支模式,确保冷却液均匀流动并减少压力降;通道宽度和间距经过精心优化,以实现最佳的冷却液流动;微鳍以交错模式排列,进一步最大化散热面积并增强热传递;导流墙的曲率和导向孔也经过精心设计,以有效引导冷却液流动,提升整体散热性能。 模拟结果显示,在2L/min流量下,冷板底部的平均温度为307K,在1 L/min流量下为301K。压力分布显示入口最大压力为1820Pa(2L/min)和494Pa(1L/min),压力降为720Pa,显著低于基准冷板。 方案二:展示支柱晶格在热管理中的前景 方案二的灵感源自日本传统的篮子编织工艺中的Kagome图案,并结合了建筑领域中的树木仿生结构,旨在通过增材制造技术实现高效散热性能。Kagome点阵结构以其独特的几何形态,能够有效减少压力损失、热阻及重量,成为冷板设计的核心要素。 冷板由一对水平镜像的锥形结构构成,中央设有垂直支柱,整体呈现锥形Kagome点阵模型。这种设计不仅增强了结构强度,还显著提升了散热效率。为确保设计满足尺寸限制并实现最佳性能,团队进行了多轮参数调整。通过增材制造技术,成功实现了复杂构建方向和小特征尺寸的精确控制。 与标准平面翅片模型相比,Kagome设计的性能指标(FoM)提升了11.38%,达到74.49%。这主要得益于翅片板质量的显著减少(64.77%)以及压力降的降低。 方案三:创新融合混合翅片 方案三创新性地融合了流量调节壁、矩形翅片和针状翅片,通过流量调节壁精准分配冷却液,有效冷却角落区域的热点;矩形翅片增强局部热传递;而针状翅片则显著降低整体质量。此外,该设计还实现了较低的压降,并优化了冷却液在冷板内的流动路径。 借助FLUENT对这款混合翅片冷板的热传递和流体流动性能进行了全面评估。在入口温度为20°C、流量为0.5加仑/分钟(GPM)且加热功率负载为350W的条件下,冷板表现出色,热点温度控制在314.5K,总压降仅为2.12kPa,基于成本的性能指标(FOM)高达0.712。相较于传统的直通道设计,这款混合翅片冷板在降低总质量和压降方面表现出色,从而实现了更高的FOM值。 方案四:热流体拓扑优化+智能共形点阵 方案四通过融合热流体拓扑优化与智能共形点阵结构等前沿设计方法,并结合其他关键传热增强技术,成功设计出一款高效、轻量化的散热器。设计过程中充分考虑了电化学增材制造(ECAM)的技术特性,确保了设计的可制造性与高性能。据3D打印技术参考了解,方案四在所有方案中取得最终冠军。 该技术方案的核心是一个具有三维鳍片结构的装置,具有精细的内部微通道结构(通道宽250μm),能在10毫米尺寸的平板中高效散热。相比500μm微通道散热器,热阻降低7%、散热效率更高。 初步对比模拟结果显示,在0.5至1.0gpm的流量范围内,该散热器的质量基热工水力性能指标(FOM)平均提升了16.2%。具体而言,其重量减轻了55%,压力降预测值始终较低(降低21%-34%),且冷却性能与具有强大冷却能力的微通道散热器相当。此外,散热器的增材制造检查与原型制作也验证了其良好的可制造性,满足了悬垂、特征尺寸等打印约束。 END 先进的热管理解决方案已经成为提升产品性能的关键技术手段。尤其是借助3D打印技术,通过拓扑优化和网格化技术生成物理驱动的优化设计,进而获得轻量化高效的冷却结构。该流程适用于电子设备散热、汽车散热系统、航空航天热交换器等高效热管理和流体控制领域,是一种通过减轻重量和降低压力损失来提高效率的优化方案。 基于铜的高效热交换器3D打印正在发挥巨大优势,尤其是具有极小细节特征的结构,高精度的3D打印工艺如电化学与绿激光3D打印正在脱颖而出。
  • 北理工:自支撑增材制造晶格填充结构的均质化拓扑优化设计研究

    北理工:自支撑增材制造晶格填充结构的均质化拓扑优化设计研究

    在工程实践中,晶格结构通常被紧凑的外壳所覆盖,以保持结构的几何形状并为内部微结构提供保护。为了进一步优化这些结构的性能,大量的研究致力于将具有优化拓扑的微结构填充到晶格中。然而,这种设计策略带来了额外的挑战,特别是要确保内部的晶格核心既能实现自支撑打印,又能为覆盖外壳提供足够的支撑。 3D打印技术参考注意到,来自北京理工大学和新加坡国立大学的研究团队在Materials & Design发表题为“Homogenization-based topology optimization for self-supporting additive-manufactured lattice-infilled structure”的文章,提出了一种用于自支撑增材制造晶格填充结构优化设计的方法,旨在解决这些问题。 https://doi.org/10.1016/j.matdes.2024.113264 该研究介绍了一种基于均质化拓扑优化的设计方法,用于制造自支撑的增材制造格子填充结构。该方法同时优化了宏观几何形状和微观结构的相对密度分布,通过在格芯的边界层引入八叉树结构,从而在制造过程中支撑顶层壳体。通过三点弯曲测试和全尺寸有限元模拟验证了该优化设计方法的有效性。与均匀填充样本相比,拓扑优化样本的质量比刚度和强度分别提高了41.2%和112.1%。该设计方法为设计高性能轻质结构提供了潜力,拓宽了格结构在工程应用中的边界。 均质化拓扑优化过程 研究中提出了一种针对增材制造格填充结构的优化设计方法,该方法参考了两步过滤方法。内部格芯被视为均质材料,其弹性模量被描述为格单元的相对密度函数。设计域被参数化,并根据密度插值函数被划分为三个子域:紧凑壳体(ρ=1.0)、均质格芯(ρ∈[0.1,0.6])和空域(ρ=0)。 格子填充结构设计方法概述 通过拓扑优化,实现了相对密度和弹性模量在均质材料域内的最佳分布。为了获得实际的内部微结构,需要进行去均质化过程。去均质化后的结构随后合并形成内部格芯。 自支撑微结构填充+边界区域应用八叉树设计 为了确保在八叉树细分后的边界区域具有几何连接性,选择了基于杆件的格单元,即SC2-BCC和SC-BCC,来填充优化后的均质结构。通过均质化方法建立相对密度与有效弹性模量之间的关系,特别是引入了Gibson-Ashby方程来描述这种关系。基于八叉树结构的自支撑设计方法被提出,以控制格单元的相对密度上下限,以确保结构在增材制造过程中的自支撑性。 研究人员提出了一种优化设计方法,用于自支撑增材制造格填充结构,该方法同时优化了微观结构的相对密度分布和宏观几何形状。微结构根据局部相对密度填充到处理后的均质域中。在内部格芯的边界区域应用八叉树设计,以在增材制造过程中为顶部壳体提供足够的支撑。最后,将分别设计和建模的紧凑壳体和内部格芯组装在一起。 填充晶格晶胞的几何形状和有效模量:(a) SC2-BCC,(b) SC-BCC 配置和 (c) 两种类型晶胞之间边界处的连接 网格填充结构中壳体的自支撑设计 通过计算三点弯曲梁和悬臂梁案例,研究人员展示了设计方法的有效性和优化结果。结果表明,密度逐渐集中在边界条件应用的区域附近。 在拓扑优化后,对均匀结果场进行了去均质化处理,以获得实际结构。首先对均匀结果场进行投影,以匹配单元格尺寸。然后在边界的六面体元素上执行八叉树设计,并根据局部相对密度填充单元格。填充后,将格芯合并并修剪,然后与覆盖壳体组装。 为了验证所提出设计方法的可行性,设计并制造了一系列样品。首先,建模并制造了格体样品,以验证填充格结构的自支撑性。然后,引入了八叉树结构到顶层,以在增材制造过程中支撑顶层壳体。 3D打印的样品:(a)八叉树设计的晶格体(b)拉伸测试样品(c)均匀填充的三点弯曲梁(d)拓扑优化的三点弯曲梁(e) CT 重建模型和 (f) CT 切片 通过机械测试和有限元分析获得的载荷-位移曲线表明,两种结构在开始时都显示出线性弹性响应,随后是初始峰值载荷,这是由结构塌陷引起的。实验和数值结果表明,拓扑优化样本优于均匀填充样本。根据实验结果,特定质量的弯曲刚度和初始峰值载荷分别提高了41.2%和112.1%。 拉伸试验的应力-应变曲线 使用Abaqus®软件进行全尺寸有限元分析,以进一步评估设计的格填充结构的性能。选择了与制造样品相同的参数的三点弯曲结构进行有限元建模。为了比较,还建模了一个均匀填充的三点弯曲梁。在商业有限元软件Abaqus中,选择了双节点梁元素(B31)来网格化格杆,并选择了四节点四边形元素(S4)来网格化覆盖壳体。 拓扑优化梁和均匀填充三点弯曲梁之间的比较:(a) 有限元模型和 (b) 载荷-位移曲线。通过 (c) 机械测试和 (d) 有限元分析测量初始峰值负载下样品的变形 结论 本文提出了一种基于拓扑优化方法的格填充结构设计方法。该方法同时优化了设计域内的宏观几何形状和微观结构的相对密度分布。开发了一种均质拓扑优化的微结构填充方法,用于在均质域中建模周期性微结构。在边界层进行了基于八叉树结构的自支撑设计,以在制造过程中支撑覆盖壳体。通过数值模拟和实验测量验证了该方法的可行性。实验结果表明,优化设计后的质量比刚度提高了41.2%,质量比强度提高了112.1%。所提出的自支撑增材制造格填充结构设计方法为设计高性能轻质结构提供了潜力,拓宽了格结构在工程应用中的边界。
  • 航空航天晶格结构增材制造的最新趋势与潜在应用

    航空航天晶格结构增材制造的最新趋势与潜在应用

    当前3D打印晶格结构设计领域正经历着一系列引人注目的发展,这些发展随着技术的不断革新和新工具的涌现,正为行业应用带来重大飞跃。迄今为止,多数拓扑优化软件主要聚焦于拓扑结构本身,允许设计师在初步设计阶段后选定特定区域进行晶格化处理。这一过程中,晶格化并非设计流程的固有环节,而是作为后续步骤加入。然而,这一过程正在经历变化。 3D打印晶格结构设计的最新发展 最新一代的软件工具已率先将拓扑优化与晶格化深度融合至模拟驱动的设计流程之中。 这种集成策略在轻量化应用中展现出尤为显著的优势,因为它允许晶格化作为设计过程的一部分,直接提升产品的性能和效率。另一项重要进展在于优化重复晶格结构的设计,包括梯度晶格、部件上支柱厚度或晶胞尺寸的精细调整,以及共形晶格(即与部件表面紧密贴合的晶格)的应用。共形晶格设计确保了晶格结构不会在边缘突兀地截止,而是通过拉伸晶胞以适应表面的复杂形态。此前,NASA一个的案例中,其将晶格与两个相对表面保持一致,同时根据应力分布调整密度,从而在高应力区域形成更致密的晶格结构。这种技术已在国内漫格科技VoxelDance Design以及nTopology公司的nTop软件中得以实践,展示了在航空航天领域制造更坚固、轻量化部件(减重可达50%)的潜力。 NASA对部件的局部壁厚和陀螺厚度进行了微调,并同时优化了激支架的重量和振动刚度 3D打印的立方体卫星结构,由壁厚为 250 微米的壳体和螺旋填充物组成 由浙大城市学院与之江实验室合作开发的3D打印卫星主体结构中的多孔材料 然而,晶格设计部件的复杂形态往往伴随着悬垂区域支撑结构的需求,这为后处理过程带来了挑战,特别是在支撑移除和表面精加工方面。为解决这些问题,行业正积极探索新方法。电子束熔化(EBM)技术因其特性而减少了支撑需求,但其在处理内部复杂性和小特征方面仍面临局限。为此,EOS等公司及Velo3D通过优化激光粉末床熔融技术,改进了软件、扫描策略和工艺控制参数,实现了无需支撑即可制造悬垂角度小于15°且内径较大的设计。这些进步为开发更复杂、结构更完整、表面质量更高的晶格结构开辟了道路。 阿丽亚娜集团含3D打印晶格结构的火箭燃烧室 高级晶格结构设计全周期软件 此外,一个新兴的趋势是开发涵盖增材制造高级晶格结构设计全周期的软件包。这些软件包集成了自由曲面设计、拓扑优化、晶格化、构建模拟(以确定最佳构建方向)以及构建准备中的支撑生成和切片功能。通过将所有关键功能整合到一个工作平台中,设计过程得以简化,使得晶格结构设计的实现变得更加频繁且高效。 X射线图像显示了毅力号火星车3D打印框架箱形梁内的晶格尺寸和结构的几种变化 3D打印技术参考注意到,算法工程软件的领导者Hyperganic推出了HyDesign工具,这是一款用于创建3D打印晶格结构的新型云原生设计应用。该工具可以使工业设计师、应用工程师快速设计基于晶格的产品。随着金属粉末床熔融增材制造技术的快速发展、软件工具的持续进步以及企业对新技术的浓厚兴趣,3D打印晶格结构的应用领域正迅速拓展,新的工程应用层出不穷。航空航天工业作为其中的佼佼者,不仅看重晶格结构设计的轻量化优势,还高度重视其将多个部件整合为一体的能力所带来的显著效益。 航空航天3D打印晶格结构潜在应用 晶格结构在航空航天领域的广泛应用中展现出极其广阔的前景,其优势集减轻重量、提升性能与优化设计于一身,成为推动行业进步的关键力量。在卫星平台,晶格结构以其卓越的减重效果和增强的性能表现,成为执行效率至上的太空任务时不可或缺的理想选择。它们不仅有效削减了卫星的重量负担,还促进了整体性能的提升,确保了任务的高效执行。 卫星平台使用的3D打印晶格结构 转向发射器领域,晶格结构在有效载荷整流罩中的应用同样令人瞩目。它们不仅实现了显著的减重效果,还通过优化隔热性能,为有效载荷构建起一道安全屏障,保障其能够安全、高效地穿越大气层,顺利抵达太空深处。 在飞机制造的各个环节中,晶格结构同样展现出非凡的潜力。无论是机翼、机身还是控制面等关键部件,晶格结构都能在保持结构完整性和卓越性能的同时,实现显著的轻量化效果。这一特性不仅提升了飞机的燃油效率,还增强了其飞行性能和灵活性。 此外,在航天器部件如太阳能电池阵的设计中,晶格结构的应用同样具有重要意义。它们不仅实现了部件的轻量化,还确保了结构的坚固性,为航天器提供了更为强大的任务执行能力和更长的使用寿命。这种轻量化而坚固的设计理念,正引领着航天器部件设计的新潮流。 随着增材制造技术的持续进步与不断创新,晶格结构在航空航天制造业中的应用前景将更加广阔。它们将为各种复杂轻量化部件的制造提供前所未有的解决方案,推动航空航天制造业向更高水平、更深层次的发展迈进。晶格结构,正以其独特的优势和无限的可能性,引领着航空航天领域的未来变革。 展望未来,设计的多功能性有望成为推动晶格增材制造进一步发展的主要动力,助力各行业实现前所未有的创新与突破。 注:本文内容由3D打印技术参考整理创作,未经单独授权,谢绝转载。
  • NASA花几十年研发的火箭发动机,AI+3D打印仅3周就完成了设计制造和试车

    NASA花几十年研发的火箭发动机,AI+3D打印仅3周就完成了设计制造和试车

    气动塞式发动机是一种新型高效的火箭发动机,它在火箭发动机技术中占据着独特的地位。通过摒弃传统钟形喷嘴,采用环形燃烧室中心的尖刺设计,气动塞式发动机实现了体积和重量的相对减小,同时显著提高了效率。此类发动机诞生于上世纪中期前后,NASA更是花费了数十年时间设计、制造和测试,但至今都因技术复杂性和实施难度而未能实现实际应用。 尤其伴随着近年来人工智能设计方式的兴起,以及3D打印带来的革命性突破,解决了复杂设计制造的瓶颈。3D打印技术参考注意到,2024年底,由LEAP 71领导的团队,依靠上述两种技术,仅用3周就完成了此前人类工程师需要数年时间才能实现的研发突破。其使用最新的Noyron大型计算工程模型开发并使用3D打印制造的最新型气动塞式火箭发动机,成功进行了热试车。该发动机使用液态氧和煤油作为燃料,具有5000N的推力。 气动塞式发动机的理论优势与现实挑战 气动塞式发动机的设计能够在广泛的海拔范围内保持高效率,使其成为单级入轨火箭的理想选择。这种发动机通过将超音速排气沿着一个向外延伸的锥形塞式引导,使排气气体沿着塞式表面流动并自然膨胀。其外部轮廓会随着大气压力的变化而调整,在航天器从海平面到太空真空的上升过程中提供卓越的性能,从而避免了传统火箭因喷嘴长度限制而需要多阶段设计的复杂性和成本问题。 尽管气动塞式发动机在大量研究和测试中显示出明显的优势,但其技术挑战阻碍了其在实际任务中的应用。主要问题在于冷却:气动塞位于高温排气气体中,需要复杂的内部冷却通道和精确的几何形状,这使得使用传统方法制造变得困难。例如,火箭动力公司在20世纪60年代尝试制造的J-2T,以及美国宇航局和洛克希德·马丁公司合作的XRS-2200,都因技术复杂性和实施难度而未能实现实际应用。 AI+3D打印的应用与突破 LEAP 71表示,他们能够使用Noyron的物理模型来处理这种发动机的独特复杂性,成功解决了气动塞式发动机的复杂结构设计。Leap71的人工智能自主创建了一个设计,其中气动塞通过充满低温氧气的复杂通道进行冷却,而燃烧室外侧则用煤油燃料进行冷却。这种设计充分利用了低温液态氧的冷却效果,使发动机喷注器温度保持在较低水平,从而提高了发动机的性能和可靠性。 在制造方面,Noyron生成的气动塞式发动机设计被3D打印成一个单一组件。发动机由工业合作伙伴Aconity3D使用激光粉末床熔融工艺打印,使用了先进的航空铜合金(CuCrZr)。但制造过程面临挑战,包括管需要无支撑打印以及确保再生冷却通道的完整性和表面粗糙度。Aconity3D优化了扫描策略和打印参数,使用6.9公斤铜合金在62小时内完成了210毫米高的推进器制造。Fraunhofer激光技术研究所对其进行了热处理。谢菲尔德大学的Race 2 Space团队为发动机的测试现场做准备,并在测试期间提供了积极支持。 该发动机在2024年12月18日进行了点火,这是LEAP 71在英国Westcott的Airborne Engineering进行的四天内四台发动机的测试活动的一部分。公司将处理收集到的数据,以微调Noyron,为下一代发动机进行优化,并在2025年继续测试,目标是使Aerospike成为现代航天器的可行选择。 END 短短三周内就完成了这一极具挑战性的火箭发动机的设计,这一成就不仅验证了基于物理的人工智能方法的有效性,还展示了人工智能在航天领域应用的巨大潜力。通过将测试数据反馈,工程师们能够快速迭代和优化设计,大幅缩短了从设计到测试的周期。未来,随着人工智能技术的不断发展和应用,有望进一步推动航天技术的创新和突破,为人类探索太空提供更高效、更可靠的解决方案。 注:本文由3D打印技术参考创作,未经联系授权,谢绝转载。
  • 3D打印晶格结构推动制造业创新,同时面临挑战

    3D打印晶格结构推动制造业创新,同时面临挑战

    蜂巢、蜘蛛网和珊瑚在结构上均展现出类似晶格组成的特征,通过组成单元的规律重复排列,形成了一种有序的结构。这种周期性排列是晶格结构的基本特征之一,而且这些来自自然的晶格结构都经过长时间的选择和进化,使得它们能够在各自的生存环境中表现出优异的性能。 如今,3D打印技术已经成为制造晶格结构的重要技术。3D打印的晶格结构也凭借轻量化、高强度重量比、材料节约、设计灵活以及优异的减震和热交换性能,在航空航天、汽车、医疗、体育用品、工业设备和消费产品等多个领域展现出广泛的应用前景,推动了相关领域的技术创新和效率提升。 晶格结构的类型 晶格结构有几十种类型,但最常见包括以下几种: 平面晶格采用二维(或平面)的单位晶胞排列,最常见的是蜂窝状结构,然后通过复排列或堆叠将其扩展到三维空间中。 三维均匀/周期性晶格由三维的单位晶胞组成,这些晶胞可以填充整个三维空间而不留空隙。常见的三维晶胞包括立方体、四面体、八面体、菱形十二面体等。 支柱晶格也称为桁架晶格,由一系列相互连接的杆件(支柱)组成,这些杆件可以以不同的方式连接,如顶点连接、边缘连接、面连接或多点连接。这种结构在轻量化设计、建筑结构和生物医学工程中很常见,它们可以在保持结构完整性的同时减少材料的使用。 三重周期极小曲面(TPMS)在三个维度上都是周期性的,并且在给定的体积约束下具有极小的面积。这些表面通常通过复杂的数学方程来描述,难以用传统的计算机辅助设计(CAD)工具直接生成。 使用3DXpert创建的一系列格子(来自 Oqton) 3D打印晶格结构的应用 3D打印晶格结构以其独特的优点在多个领域得到了广泛应用。 轻量化是晶格的一种流行应用。通过在产品中添加晶格结构,可以用最轻的结构实现特定的性能。在航空航天工业中,晶格结构的引入可减少钛等昂贵材料的使用,同时不牺牲零件的结构刚性和完整性。 热交换器,作为一种高效促进两种流体间热量转移的关键装置,其性能提升显著得益于格栅的巧妙融入。格栅以其卓越的表面积与体积比特性,为热交换器效能的优化开辟了前所未有的新境界,极大增强了热交换过程的整体效能。 传统的油冷却器与带有螺旋叶片的新型热交换器 晶格结构也非常适合吸收冲击力。 通过改变晶格的密度和类型,设计师可以创建比传统泡沫更有效吸收能量并重新定向的结构。 这种结构可用于运动鞋和自行车头盔等消费品。 晶格结构在骨植入假体中能够精确模拟骨骼的微观结构,提供高度个性化的设计,增强假体与宿主骨之间的结合强度,同时促进骨组织再生,实现更自然、更持久的植入效果。 3D打印制造晶格结构的挑战 尽管3D打印晶格结构有非常多的优势,但此类结构的制造业面临一些挑战。复杂的晶格设计在3D打印过程中尤为棘手,因为它们往往导致3D模型的数据量极大,令计算机系统难以迅速而准确地转化为可打印的STL文件,这一过程不仅拖慢了速度,还增加了数据损失的可能性。 3DXpert软件在此方面提供了一种解决方案,它集设计与打印准备于一体,巧妙绕过了将晶格转换为STL文件的必要步骤,极大地提升了效率与准确性。 在骨整合产品的制造中,孔隙的精细分布是促进骨骼生长不可或缺的要素。3DXpert为此配备了专业的孔隙分布直方图工具,确保医疗级晶格产品的精准验证,同时,它还集成了防止晶格支柱突出、可能引发组织损伤的智能防护机制。 对于增材制造领域的初学者而言,构建拥有复杂晶格结构的产品无疑是一项艰巨任务。但3DXpert的专用程序以其强大的功能简化了这一过程,不仅使晶格结构设计变得直观易行,还优化了整个增材制造的工作流程,让即便是初学者也能轻松驾驭复杂晶格产品的制造挑战。
  • 3D打印超强钛/铝超材料!马前教授团队提高晶格结构创新形式!

    3D打印超强钛/铝超材料!马前教授团队提高晶格结构创新形式!

    机械金属超材料由互连的支柱、板、片或壳组成,其空腔或孔径范围为亚毫米到毫米级,通常以重复单元排列。它们是一类新兴的多功能材料,具有固体材料或传统多孔材料无法实现的多功能性。具有亚毫米至毫米通道直径的空心支柱晶格(HSL)金属超材料是机械超材料的新研究方向。粉末床激光熔融 (LPBF) 增材制造技术的出现让制造挑战逐渐消除,大大简化并能制造更为复杂的拓扑结构。 在此方面,墨尔本理工大学马前教授团队的研究备受关注,已发表的多篇研究涵盖多种材料(钛合金、铝合金及不锈钢)和多种晶格结构(实体晶格、空心支柱晶格、薄板空心支柱晶格拓扑结构、节点增强空心支柱晶格及不同取向等其他类型的结构)。尤其是于近两年发表的3D打印钛合金超材料与铝合金超材料的研究使人们对点阵/晶格材料的创新形式有了新的认识。 晶格/点阵结构创新 马前教授团队对晶格结构的重要研究方向是关于空心支柱晶格,这是一类新兴的晶格材料,与以往晶格结构不同之处在于其支柱和节点皆为空心,共同形成相互连接的通道网络。在相似的相对密度下,空心支柱金属晶格比实心支柱晶格具有更高的结构效率。 但虽如此,此类晶格的空心节点却存在严重的结构缺陷,这些缺陷源于复杂的空心节点区域应力集中。这些应力集中会导致局部椭圆化和裂纹,造成晶格结构过早失效。针对此问题,研究人员探索了多种结构加强方式。 节点加强形式 协同薄板拓扑两级相干架构 通常认为增加节点处的壁厚可以用作节点加固策略,但研究人员认为引入专门设计的亚毫米节点加固方法可能能够从根本上提高强度和刚度,但同时需要考虑避免粉末堵塞空心支柱。研究发现,引入节点加固可以有效减轻节点区域的应力分布,但这种策略仍然会导致负载未对齐的空心支柱中出现显著的接近零应力区域。另一种加强方式,是创建协同薄板+空心支柱晶格拓扑的两级相干架构,提供高机械强度的同时保持开孔结构。这种加强方式,又可衍生出多种具体的加强形势。 但总的来说,马前教授团队目前所开发的增强型空心支柱晶格的空心支柱晶格的相对屈服强度普遍位于经验模型上限之上,超过同类型的实体支柱晶格,且具有更低的材料密度。 3D打印钛合金超材料 于2023年12月31日发表的钛合金超材料获得了广泛关注,这种复杂的空心支柱晶格Ti6Al4V超材料,密度不超过1.8g/cm³,与镁合金相当,但屈服强度却远超镁合金。 LPBF工艺制造的Ti-6Al-4V试样 具体的说,研究人员将亚毫米厚的Ti-6Al-4V片层组成的简单立方单元嵌入到简单立方空心支柱晶格的中空空间中,可以轻松实现协同拓扑。因为支柱和板遵循一致的方向,无需晶胞操作。此外,这种拓扑结构旨在将所有负载未对齐的水平支柱牢固的互连到负载对齐的板,从而确保有效的应力分布,进而实现高结构效率。 研究团队3D打印的tc4空心支柱晶格 这一研究之所以备受关注,是因为所开发的钛多孔晶格拓扑超材料拓展了轻质多功能金属材料的边界。由于其密度低和高屈服强度,再加上Ti-6Al-4V固有的良好耐热性(高达350 °C)、显著的耐腐蚀性和生物相容性,它们可以用作高超音速飞行器等要求严格的热防护系统的核心结构。特别是,当用高温钛合金Ti-SF61打印时,它们可以进一步在高达600°C的温度下使用。这些重要的特性也使它们成为钛无人机的潜在选择材料。其他应用包括用作植入材料以及在国防和航空航天领域替代镁合金部件的轻质结构(更轻、更强、更耐热、更耐腐蚀)。 3D打印铝合金超材料 在获得以上成功的基础上,研究人员指出,所开发的钛合金超材料可能并非一直都是最佳的选择,因为钛合金粉末仍然很昂贵。该团队因此将目光锁定了另一种高性能材料——铝合金。 铝合金的激光粉末床熔融 (LPBF) 比Ti-6Al-4V等常见金属合金更具挑战性。首先,铝合金被观察到从高熔池温度到室温事存在大体积收缩;其次,高反射率和导热率需要更高的激光能量;此外,铝合金还具有低液相线温度(557°C),导致产生动态熔池。这些因素意味着AlSi10Mg很可能存在几何缺陷和粉末堵塞中空通道。 为了实现完整打印且不会残留粉末,研究人员确定了铝合金晶格结构的最小壁厚、最小内径、加强方式以及扫描策略。最终使用简单高效的双边界扫描策略,制造了具有高保真内部和外部轮廓以及可忽略不计的容留获粉末的复杂AlSi10Mg空心支柱晶格结构。该结构达到了仿真模型相对屈服强度的经验上限,与实体支柱晶格结构相当。而具有相当相对密度的Ti-6Al-4V、AlSi10Mg和SS316L的固体支柱晶格通常低于该上限。此外,空心支柱晶格在绝对密度低得多的情况下,绝对屈服强度、弹性模量均与实体支柱晶格相当,从而开发出了基于AlSi10Mg空心支柱晶格的具有轻质和高效结构的超材料。 研究团队3D打印的AlSi10Mg空心支柱晶格 这种铝合金超材料因其独特的性能和优势,对提高火箭、卫星和飞机等飞行器的整体性能和效率,提升汽车的性能和安全性,增强电子设备的散热性能,同时在高性能运动器材制造中也表现出应用潜力。 END 总的来说,马前教授团队所开展的空心支柱晶格超材料3D打印已成为独具特色的研究方向。凭借高强度、轻质化和多功能性等非常规特性,以及创新的制造技术、降低材料成本,拓展了应用深度,提升了产品结构效率,推动了工业设计和制造的发展。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。
  • 拓竹科技发布AI驱动的3D模型生成器!

    拓竹科技发布AI驱动的3D模型生成器!

    10月22日,3D打印技术参考注意到, 拓竹科技推出了其最新人工智能驱动3D模型生成器PrintMon Maker。该工具可通过MakerWorld平台获取,允许用户使用文本或图像提示来创建可3D打印的模型。 这款新的人工智能产品自8月以来一直处于测试阶段,旨在激发创造力并降低3D建模的入门门槛。值得注意的是,该生成式AI平台生成的模型是为多色3D打印优化的。 PrintMon Maker已集成到了Bambu Studio中。生成的设计可以直接导入到3D打印切片软件中,并在拓竹科技的3D打印机上制造,无需额外调整。还可以创建类似底座的单独文件,使用户能够个性化的开展3D打印创作。 拓竹科技新工具的开发顺应了利用AI文本生成3D模型的趋势,像Meshy.ai、OpenAI Point-E和DreamFusion这样的平台均提供了类似的功能。GPU制造商Nvidia在2023年初也推出了其Magic3D生成式AI工具。Spare Parts 3D (SP3D)将这一概念扩展到从2D技术图纸创建3D模型。 PrintMon Maker文本输入 在PrintMon Maker中生成模型,用户可以输入一个简短的文本提示或上传他们想要复制的模型的图片。AI算法可将其转换为一个宝可梦风格的字符概念模型。 然后可以将AI概念转换为可打印的3D网格,并在MakerWorld中编辑。编辑平台的用户界面相当基础,使其易于3D建模新手使用。它允许更改颜色,提供四种、八种和十二种颜色选项。用户还可以添加底座,重新定位和旋转模型,并更改眼睛的风格。 在完成设计后,用户可以下载模型,或在Bambu Studio切片软件中打开,准备3D打印。 AI 3D模型生成器并不新鲜。随着大型语言模型的兴起和像Chat GPT这样的易于访问的AI工具的流行,现在更多的人希望使用基本的文本输入和图像来创建3D模型。 去年,Nvidia创建了其Magic3D文本到3D模型工具,以回应Google的DreamFusion产品和Physna Inc.的3D模型和场景的生成式AI原型。在一篇研究论文中概述,Nvidia的AI平台采用了一个两阶段的方法,创建一个粗糙的低分辨率模型,然后优化为更高的分辨率。Magic3D还可以进行基于提示的3D网格编辑。一旦上传了基础提示和低分辨率3D模型,就可以修改文本以改变结果模型。 AI也可以用来简化3D打印工具路径的创建。总部位于伦敦的3D打印软件开发者Ai Build提供了Aibuild 2.0,这是其基于云的AI软件的最新版本。这个平台具有与AI对话的功能,可以从简单的文本输入如“用2mm层高切片零件”生成3D打印工具路径。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击。
  • 3D打印晶格结构在航空航天领域的应用,得到了空前拓展

    3D打印晶格结构在航空航天领域的应用,得到了空前拓展

    航空航天领域已广泛接纳增材制造技术,这一革新不仅简化了设计流程,赋予了产品卓越的功能性,还显著提升了生产效率,并推动了轻量化部件的制造。行业内,多样化的增材制造技术如选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化、粘结剂喷射以及直接能量沉积等被广泛应用,这些技术所采用的钛合金、不锈钢、铝合金、镍基合金及钴铬合金等材料,已通过结构优化成功应用于航空航天工业,包括民航客机和火箭发动机、冷却结构、燃烧室、支架以及无数其他关键部件。 尤为值得一提的是,随着设计导向的增材制造(DfAM)在晶格结构设计上的最新进展,其应用范围在航空航天领域内得到了空前拓展。晶格结构凭借其高强度重量比、高刚度及设计上的无限灵活性,为航空航天工业带来了前所未有的性能优势与应用潜力。例如,研究人员通过SLM技术,成功制造出内部集成晶格结构的316L不锈钢直升机部件,相比传统部件实现了高达50%的重量减轻,这一突破标志着轻量化设计的新里程碑。 国际合作项目同样彰显了增材制造技术的巨大价值,如赛峰与此前的SLM Solutions携手,利用SLM技术生产大型前起落架配件,显著优化了部件性能与可靠性。韩国航空宇宙研究院通过对起落架的晶格化改造,实现了减重增效的双重目标。 此前的洛克达因工程师更是巧妙运用壳体和填充网格技术,设计出一种革命性的反作用控制系统(RCS)四推力器,其重量较市场竞品轻67%,成本降低66%,彰显了增材制造技术在提升产品竞争力方面的非凡能力。nTop工程师则依托TPMS晶格结构设计,开发出体积缩小85%且零件数量大幅减少的空气冷却热交换器,为航空航天热管理提供了创新解决方案。 此外,Cobra Aero针对无人机发动机风冷气缸的增材制造优化,通过共形晶格结构设计,不仅减少了50%的材料浪费,还展示了增材制造技术在部件整合与性能提升上的独特优势。在Mert等人的研究中,晶格优化策略被成功应用于客机支架,通过一系列晶格结构的测试与比较,八角晶格结构展现出高达53.8%的减重效果,立方晶格与八面体晶格结构也分别实现了49.5%和34.4%的重量减轻,充分验证了晶格结构在轻量化设计中的巨大潜力。 Doodi等人的开创性研究引入了一种受自然界竹节与鱼鳞重叠模式启发的创新混合晶格结构。他们通过精细调整单元壁厚度,不仅优化了结构的轻量化特性,还在航空航天领域实现了卓越的压缩性能。在此基础上,作者团队进一步开发了一种前沿的逆向优化框架,专为设计高端航空航天夹层板而生。该框架巧妙利用蜂窝单元进行核心拓扑优化,兼顾了结构的柔顺性与热管理需求。 同时,基于支柱的格构芯夹层板设计被提出,专为航空航天应用量身打造。该设计运用线性弹性框架模型,精准预测结构中的位移与应力分布,通过综合考量剪切力与法向力,实现了晶格芯设计的深度优化与性能飞跃。为适应大规模面板需求,设计中特别引入了弯曲夹层板,以灵活连接晶格芯与蒙皮,同时,创新的销钉方法有效释放了相邻节点间的旋转自由度,使得调整晶格芯单元尺寸或数量变得更为简便,从而显著提升了弯曲晶格结构的机械性能。 在航空工业中,夹层结构对于实现减重目标具有不可估量的价值。研究深入探讨了芯材尺寸、形状及方向对面板结构动力学的影响,结果表明,零度六边形芯材在刚度与阻尼性能之间达到了理想的平衡。此外,针对飞机发动机噪音控制的迫切需求,研究人员创新性地提出了采用增材制造吸声器的声学夹层结构,相较于传统穿孔蜂窝芯,该新型结构在相同质量与厚度下,吸声效率提升了90%,弯曲刚度亦增强了10%。 在探索航空航天夹层板设计新路径的过程中,浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室研究人员独辟蹊径,结合了连续长纤维与复合短纤维的铺设策略,分别采用连续与格子排列方式,实现了基体复合材料中纤维增强聚合物机械性能的显著提升、重量的有效减轻及材料利用率的优化。同时,针对航空航天部件耐撞性的研究也取得了突破性进展,通过对比11种不同晶格结构的薄壁蜂窝或金属泡沫结构,最终确定了八角形晶格结构在防撞性能上的优越性。经过拓扑优化,扭转八角形晶格结构更是脱颖而出,以其相对密度仅为20%的优势,实现了最高的比能吸收能力。 在飞机机翼设计领域,晶格结构的应用同样引人注目。多项研究表明,将晶格结构融入机翼的不同组件中,可显著减轻重量高达30%。Spadoni等人的研究则进一步揭示了手性晶格结构在飞机机翼中的潜力,展示了其承受显著变形而不超屈服应变的非凡能力。Magna Parva提出的基于桁架的3D晶格结构,则为返回舱着陆缓冲系统提供了新的解决方案,展现了晶格结构在极端条件下的应用价值。Moon等人的工作则聚焦于可展开无人机机翼的晶格设计,通过三种不同结构的探索,最大化了机翼的灵活性与弹性。 面向未来,可编程材料系统与主动变形技术为航空航天领域带来了前所未有的变革。通过晶格结构设计的精妙运用,这些系统不仅能够实现自适应结构与机制的构建,还能在外部负载下展现出卓越的弹性与形状变形能力。全尺寸风洞测试的成功,验证了这些技术在提升气动效率与滚转控制确定性方面的巨大潜力。此外,主动变形机翼技术凭借其低密度、空间调节刚性及高柔顺性结构等优势,正逐步成为现实,为飞机的气动性能与生产效率带来了双重飞跃。 特别值得注意的是,主动3D打印晶格结构的概念,其能够根据温度与位移控制条件实现形状变化,为航空器设计提供了前所未有的自由度。通过梯度框架设计与非均匀密度方法的运用,新型变形机翼结构不仅实现了显著的减重(约36%),还大幅提升了扭转性能(超过50%)。这些进展不仅拓宽了设计边界,更为超轻可变形部件的发展开辟了新道路。 尽管晶格结构在航空航天领域应用广泛,航空业在追求绿色航空与可持续发展时仍面临燃料成本上升、碳税压力及加剧全球变暖等重大挑战。绿色航空旨在通过削减温室气体排放、优化燃料使用及推动飞机运营与技术的全面环保化,来提升行业的环境可持续性。传统方法虽有贡献,但效率提升有限,未来希望寄托于现代飞机设计,如SAW Revo、Zephyr无人机及空客2050概念飞机等,它们展示了超轻型结构、太阳能利用及仿生设计等尖端技术。 注:本文内容由3D打印技术参考创作,转载请联系授权。欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.民用市场的新未来!3D打印导入电子3C行业一周年!各厂商做了哪些努力? 2.沈阳航空航天大学:3D打印纳米石墨烯复合增强尼龙,性能显著提升 3.3D打印耗材专家:适配高效率、满足功能性的材料发展趋势 4.太空3D打印最新进展:舱外打印即将开展、体积打印已完成、金属打印正在开展
  • 设计晶格、加速仿真、助力生产!3D打印工业软件平台迎来新起点

    设计晶格、加速仿真、助力生产!3D打印工业软件平台迎来新起点

    近日,上海漫格科技有限公司自主研发的VoxelDance Additive 5.0正式发布。这是一款集建模、仿真与制造于一体的增材制造(3D打印)工业软件平台,旨在为企业提供一站式的3D打印解决方案。 VoxelDance Additive 5.0平台包括设计软件VoxelDance Design、仿真软件VoxelDance Engineering和制造软件VoxelDance Manufacturing,为用户提供了完整的软件解决方案。通过整合设计、研发、制造、仿真、路径规划和打印任务管理等关键环节,VoxelDance Additive 5.0构建了一个无缝的增材制造数字流程。这一流程的优化不仅提高了生产效率和产品质量,还有效降低了制造成本。 隐式建模和场驱动,晶格单元设计利器 VoxelDance Design设计软件是一款基于隐式建模和场驱动设计,能够快速生产复杂的几何结构的软件。软件平台上可以通过设计各种晶格单元和晶胞来达到减重,或生成加强筋的目的。也可以设计纹理来改变模型表面,增加触感细节。软件支持用户自定义、自动化、重复使用设计工作流,同时也便于团队成员之间的共享和协作。 GPU并行加速,仿真提速5-10倍 VoxelDance Engineering仿真软件够对增材制造过程进行全流程模拟和分析,帮助工程师在实际打印之前预测和规避潜在的问题。漫格算法工程师拿软件仿真后的结果和实验过程中的变形结果做了对比,展示出一致的变形趋势与较小的误差。软件的求解算法利用GPU并行加速,相对于传统的有限元求解算法,提速了5-10倍。 制造软件更新,灵活排产,提升生产效率 VoxelDance Manufacturing基于VDA4.0更新了部分功能。例如,齿科功能增加了RPD一键翻转,牙膜修复功能,优化了2.5D摆放,轻量化支柱添加。3D摆放使用了GPU并行加速功能,优化了摆放方式以及互锁检测和倒角圆角的更新。升级后的加工规划套件VoxelDance Vector(原VoxelDance BP)不仅拥有激光路径规划功能,还优化了打印流程,提升了数据处理速度。满足了客户对灵活排产的需求,提升了生产效率。 漫格科技通过多年研发,成功打通了数据准备的各个环节,解决了制造商数据处理软件过多、操作复杂、数据格式不统一、数据编辑难以追溯、零件丢失等问题,提升了打印成功率,优化了生产效率。VoxelDance Additive 5.0支持多种工业级增材制造技术,包括LPBF、SLA、DLP/LCD、SLS、砂型和微纳技术。助力于航空航天、快速原型、鞋模设计、医疗器械等多个行业。 如果想要体验软件试用,请联系漫格科技工作人员,邮箱:sales@voxeldance.com。同时欢迎莅临即将到来的TCT展会,漫格科技将在8.1厅展位8J69展示更多细节。 上海漫格科技是一家致力于智能制造,具有自主创新能力的3D打印软件开发公司,以增材制造工业软件解决方案和服务,最终实现落实数字化工厂生产制造。覆盖了齿科、医疗、珠宝、教育、工业模具、汽车、航天航空、手板、鞋模、树脂,消费品等主流3D打印应用领域。全球越来越多的增材制造顶尖厂商、服务商已选择与VoxelDance深度合作,工业用户量已超2万,联合探索3D打印技术各个应用领域的创新和发展。 注:本文内容由3D打印技术参考整理编辑,转载请点击转载须知。欢迎转发 主编微信:2396747576(请注明身份);硕博千人交流Q群:248112776;网址: 延伸阅读: 1.南航占小红教授团队:铝合金激光同轴熔丝增材制造重要发现! 2.工业级/高速/稳定/大尺寸/FFF 3D打印!新解决方案引领制造新篇章 3.揭秘:国产3D打印机实现金属/陶瓷多材料、多结构制造革新 4.倒计时8天:TCT亚洲展超60场3D打印论坛、活动最全名单