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创成式设计与增材制造,颠覆传统设计制造模式

2017/9/21    来源:e-works    作者:e-works郝秋红      
关键字:创成式设计  增材制造  拓扑优化  
创成式设计是一个人机交互、自我创新的过程。增材制造技术可以将复杂的设计变为现实,已成为创成式设计的“好搭档”。创成式设计与增材制造的发展正在改变着设计制造的模式。

    增材制造,没有造不出的原型

    增材制造(Additive Manufacturing,AM)是基于材料堆积法的一种高新制造技术,根据零件或物体的三维模型数据,通过快速成型设备(3D打印机),运用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料等可粘合材料,以分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来生成3D实体。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同,增材制造将三维实体变为若干个二维平面,通过对材料处理并逐层叠加进行生产,大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、庞大的机床、众多的人力,直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件。与传统制造技术相比,增材制造技术优势尽显,如:制造复杂物品不增加成本;设计空间无限;减少废弃副产品;材料无限组合等等,堪称为制造工艺的颠覆性创新。

图:增材制造之激光选区熔化技术SLM原理

图:增材制造之激光选区熔化技术SLM原理

    增材制造技术可以帮助企业打印复杂的产品结构,使用多孔结构、异质材料功能梯度结构、合金/复合材料/纳米材料等高性能材料,让企业不再受传统工艺和制造资源的约束,让工程师在“设计即生产”、“设计即产品”的理念下,按照最理想的结构形式来设计产品,使得产品结构轻量化和高性能得以实现,“功能性优先”变为可能。

    增材制造技术的进步和大范围应用,则意外地将各种美而复杂的设计方案从可制造性约束的束缚中解放出来,使创成式设计的价值得以完全的发挥。

图:增材制造流程

图:增材制造流程

    GD+AM,改变设计制造模式

    创成式设计突破了设计极限,而号称“没有造不出的原型”的增材制造技术为这类产品的加工提供了有利保证。反过来,增材制造技术的价值也需要创成式设计来体现,因为只有产品结构足够复杂才值得通过增材制造技术来实现。创成式设计与增材制造的融合是企业创造出突破性创新产品的重要途径,且这两项技术的融合,正在颠覆传统,改变着设计制造的模式。

责任编辑:郝秋红
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