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2015产品创新数字化征文:solidThinking对接3D打印,引领全新产品设计流程

2015/11/21        作者:路明村      
关键字:solidThinking  设计  CAD  
solidThinking的两款软件Inspire和Evolve配合3D打印使用,可以形成一个优质的设计流程,帮助设计人员考虑传统设计方法中很难解决的问题,将产品的轻量化设计发挥到极致,同时还能让产品性能有所提升。

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    solidThinking的两款软件Inspire和Evolve配合3D打印使用,可以形成一个优质的设计流程,帮助设计人员考虑传统设计方法中很难解决的问题,将产品的轻量化设计发挥到极致,同时还能让产品性能有所提升。

1 solidThinking与3D打印概述

    1.1 solidThinking产品概述

    solidThinking一直致力于探索世界领先的设计理念和创新技术。近年来产品发展迅速,两款软件solidThinking Inspire及solidThinking Evolve在产品优化及设计方面,为客户提供极具建设性意义的解决方案,帮助用户设计性能更优、质量更轻、成本更省、造型更美观的产品,在多个领域获得了用户的广泛肯定。

    solidThinking Inspire为设计工程人员提供“仿真驱动设计”的创新解决方案。它采用Altair先进的OptiStruct优化求解器,根据给定的设计空间、材料属性以及受力需求生成理想的形状。设计人员可根据优化结果进行再设计。随后还能对优化结果或重构几何进行分析验证。

    solidThinking Evolve为设计人员提供完整的三维建模及渲染环境。在同一建模环境中,融合了NURBS建模、多边形建模及实体建模,并且三种建模方式全部基于Parasolid实体核心。设计人员可以构建任意复杂几何形状,并稳定对接后续流程。同时,设计人员还可以利用Evolve先进的历史结构进程功能,不断推敲模型,最终进行渲染表现。

    1.2 关于3D打印技术

    3D打印技术是近几年来国内外最为火爆的话题之一,从消费产品到艺术品,从汽车制造到航空航天等各领域都可以看到该技术的广泛应用。3D打印全称为“增材制造技术(Additive Manufacturing)”,采用材料逐层累积的方法制造实体。相对于传统制造方法中的材料去除技术,它是一种“自下而上”的制造方法。它的优势在于可以使用“恰好需要”的材料进行制造,节省了材料成本,同时能够实现任意复杂的实体形态,而不用太多考虑制造工艺的约束。在小批量定制、复杂产品实现、样机实验等方面具有非常明显的优势。

    1.3 solidThinking对接3D打印案例及优势解析

    作为三维设计软件,solidThinking与3D打印的对接可谓紧密,并已深入应用到众多国内外设计项目中,成为令人瞩目的全新解决方案。

    案例1.solidThinking Inspire辅助设计全球首辆3D打印自行车

    英国著名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。在这个项目中,自行车的车座杆部分使用了solidThinking Inspire进行拓扑优化,优化结果经过重新设计后以钛合金材质打印出来,相较原始坐杆质量降低45%。在这个案例中,由Inspire进行优化,可以保证在材料最省的情况下满足支撑需求。由于优化结果并非标准结构,新设计很难用传统制造方式实现,因此,金属3D打印成为最优制造方式,把轻量化结构优势发挥到最大。

图1 solidThinking Inspire拓扑优化辅助设计3D打印自行车坐杆

图1 solidThinking Inspire拓扑优化辅助设计3D打印自行车坐杆

    案例2.solidThinking Inspire及Evolve辅助设计卫星支架

    在瑞士知名跨国集团RUAG的卫星支架设计项目中,同时使用了solidThinking两款软件Inspire及Evolve。首先通过Inspire优化找到最优支架结构,由于该优化结果造型复杂,此项目还使用了Evolve多边形建模方式构建几何模型。基于Evolve的Parasolid实体核心,该设计结果还可以进行精确的打孔、修建等实体操作,能够与后续工程良好对接。最终该支架结构由金属3D打印实现,并成功送入太空。

图2 solidThinking Inspire及Evolve辅助设计3D打印卫星支架

图2 solidThinking Inspire及Evolve辅助设计3D打印卫星支架

    案例3.solidThinking Evolve辅助青瓷产品设计

    在青瓷等艺术产品的设计项目中,solidThinking Evolve可以发挥其强大的创意优势,完全不受传统CAD软件的限制。例如图中的青瓷瓶身设计,设计师使用NURBS曲面构建,基于Evolve的结构历史进程,设计师可以随意调整曲线以控制曲面造型。而对于有机造型的双耳,在Evolve中可以通过多边形建模方式轻松实现。并且基于实体核心,瓶身和双耳可利用布尔运算的方式合并成一体,直接导出进行整体3D打印。打印模型可作为样品进行造型推敲,也可以直接翻模批量制造。在这个过程中,由于Evolve的自由建模方式和交互式调整特点,可以帮助设计师不断产生新的灵感,并实时对造型进行控制与评测。

图3 solidThinking Evolve进行青瓷产品的设计、渲染,并对接3D打印

图3 solidThinking Evolve进行青瓷产品的设计、渲染,并对接3D打印

    通过以上案例可以看出,solidThinking Inspire及Evolve都可以单独对接3D打印,也可以配合使用,帮助设计人员加速设计流程。并且在这个流程中,solidThinking两个产品特点明显,与3D打印相辅相成,不可或缺,形成真正为用户创造价值的解决方案。

责任编辑:郝秋红
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