3D打印也开始“拼算力”?设计要高效,数据处理也得快!-3D打印技术参考    

3D打印也开始“拼算力”?设计要高效,数据处理也得快!

                   

刚刚结束的TCT亚洲展,一个明显的行业信号是,增材制造正在从“能不能打印出来”的技术验证阶段,走向“如何稳定生产”的工程应用阶段。

仔细观察各家企业到来的应用案例与技术展示,可以发现航空航天应用继续保持增长,而散热与换热结构成为新的热点,复杂结构、轻量化结构则在加速应用。

这些趋势的背后,既代表着增材制造能力的提升,也意味着新的挑战正在出现,这就是基于增材制造的设计的重要性,正被更多用户所关注。

本届展会,漫格科技的展台观众接连不断,其VoxelDance Additive软件是目前国内少有的面向复杂结构的一体化增材制造工业软件。

航空航天应用增长,轻量化设计空间扩大

当前我国航空航天产业迈入高质量发展快车道,轻量化、高强度、极端工况耐受、一体化成型、短周期研发,成为航空航天制造的硬性标准,而传统机加、铸造工艺早已难以适配这些复杂需求。

增材制造技术的崛起,恰好打破了传统制造工艺的不足,能够实现异形结构、拓扑优化结构、点阵结构的一体化成型,在减重增效、缩短研发周期、降低试制成本等方面具备优势。

不过,这类结构在实际制造过程中也面临不少挑战。例如:复杂结构在打印过程中容易产生热变形;大尺寸零件对打印稳定性要求更高;一旦打印失败,试错成本往往非常昂贵。因此,在正式打印之前,通过VoxelDance Additive仿真和工艺优化来预测潜在问题,正在成为越来越多工程团队的重要步骤。

散热与换热结构成应用新热点

除了航空航天,本届展会中另一个频繁出现的应用方向,是散热与换热结构。随着电子设备功率密度不断提升,从功率电子、数据中心到新能源装备,高效散热已经成为影响系统性能的重要因素。

传统加工方式在制造复杂内部流道时往往面临较大限制,而增材制造则可以通过三维结构设计,大幅提升换热效率。

例如近年来广泛关注的TPMS结构和晶格结构,可以在有限空间内实现更大的比表面积,从而显著提升热交换能力。这类结构在高性能散热器、热交换器以及液冷系统中具有很大的应用潜力。

漫格科技与中科祥龙联合开发的气液双相换热器在现场引来大量围观。它采用了类似于拉瓦尔管内置流道的设计,表面随形并且有一定扭曲的结构。下边设计了表面纹理,外面的结构采用了拓扑优化。

内部液体在流动的时候,会对整体产生拉力,设计师采用拓扑异化结构对整体的稳定性做了加强。产品内部填充了三种tpms结构,实现了均匀平滑过渡。设计师将这种结构映射到小型的换热器当中,可以根据散热的需求或热场进行不同tpms结构的平滑切换。

3D打印也开始“拼算力”

过去,很多讨论集中在打印设备本身,如激光功率、成形尺寸或材料性能。

但随着复杂结构在工程应用中的比例不断提升,企业越来越多的意识到,设计方法、数据处理能力以及工艺仿真工具,正在成为影响生产效率的重要因素。

例如,复杂结构通常模型数据量极大,切片和路径规划极为费时;细小结构在打印过程中也容易受到热应力的影响。如何在保持设计自由度的同时,兼顾制造稳定性和高效率,已成为当前阶段应用的难题。

如果这些步骤分散在多个软件中,不仅流程复杂,还容易造成数据转换与效率低下。

漫格带来的是一体化的软件平台。其VoxelDance Additive软件整合了设计、仿真与数据准备流程,为工程师提供了更完整的数字化工具链。

在复杂结构设计方面,软件支持隐式建模和晶格结构生成;在数据处理阶段,高效切片能够应对大规模模型数据;同时,通过工艺仿真功能,工程师还可以在打印之前预测变形趋势,从而优化支撑和工艺参数。

通过这样的数字化流程,企业能够在一定程度上减少试错次数,提高增材制造在实际生产中的效率。

END

本届TCT展会给出的一个明确信号是,增材制造技术已正式进入到了一个新的发展阶段。此前应用较多的航空航天领域开始大规模使用复杂结构,同时新爆发的高性能散热场景及消费品领域对晶格结构设计也有刚性需求。

因此,软件的重要性得到进一步体现。漫格所提供的解决方案覆盖了数据处理、结构设计以及工艺仿真等多个环节,在该领域的重要性开始显现。该公司表示,将会持续创新,不断提升软件能力,让复杂结构真正从设计理念走向稳定生产。