创新设计新趋势:拓扑优化与增材制造走向融合
2016年5月,空中客车集团 APWorks GmbH 发布了世界上第一辆3D打印摩托车Light Rider,这款3D摩托车最大的特点是重量轻、结构优,其车身总重量仅为35公斤,比普通的电动摩托车轻30%。而空客集团能取得这样的突破,与其综合应用两大技术有重大关系,一是采用了由3D打印技术制成的超强且轻质合金材料Scalmalloy;二是通过拓扑优化技术,将框架设计成仿生力学结构,实现了材料的最佳分布。
2016年5月,空中客车集团 APWorks GmbH 发布了世界上第一辆3D打印摩托车Light Rider,这款3D摩托车最大的特点是重量轻、结构优,其车身总重量仅为35公斤,比普通的电动摩托车轻30%。而空客集团能取得这样的突破,与其综合应用两大技术有重大关系,一是采用了由3D打印技术制成的超强且轻质合金材料Scalmalloy;二是通过拓扑优化技术,将框架设计成仿生力学结构,实现了材料的最佳分布。
图:空中客车集团的3D打印摩托车Light Rider
其实,除了空客集团,能研发出如此具有突破性创新设计3D产品的制造企业比比皆是,还包括美国知名运动品牌Under Armour出品的3D打印限量款跑鞋Architect,ROBOT BIKE CO(RBC)公司设计的可定制3D打印自行车,以及在航天领域应用广泛的一些3D打印航天部件等等。据悉在这些成功案例的背后,均离不开拓扑优化与增材制造技术的交叉融合,协同应用。
拓扑优化(Topology Optimization,TO)是指根据给定的负载情况、约束条件和性能指标,在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法。历经多年的发展与研究,拓扑优化技术已经被越来越多的应用到商用的CAD/CAE软件中。
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