案例：基于增材制造技術(shù)重新設(shè)計(jì)液壓歧管(2)
時(shí)間：2019-01-23 17:37 來源：南極熊 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
基于增材制造重新設(shè)計(jì) — 設(shè)計(jì)范圍
增材制造技術(shù)允許更高的設(shè)計(jì)自由度，因此可 基于該技術(shù)的特點(diǎn)調(diào)整組件結(jié)構(gòu)，從而在組件幾何 空間不變的情況下減輕材料重量并改進(jìn)功能。在重 新設(shè)計(jì)組件的過程中，客戶向雷尼紹提出了一些需 要考慮的設(shè)計(jì)和功能要求:
幾何形狀
• 確定的連接端口
• 流動(dòng)通道的內(nèi)徑
• 流動(dòng)通道的壁厚
• 固定位置和接口
功能
客戶的主要訴求是減輕組件重量，同時(shí)保持硬 度和功能不變。雷尼紹設(shè)計(jì)工程師在基于AM的特 點(diǎn)重新設(shè)計(jì)時(shí)也確認(rèn)了這一設(shè)計(jì)范圍，以便提高系 統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)通道的效率。
首次設(shè)計(jì)迭代
第一步是將零件解構(gòu)成可提供液壓歧管功能的 必要通道。使用CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))軟件將原 始交叉鉆孔設(shè)計(jì)的流動(dòng)通道提取出來，并移除流動(dòng) 通道不需要的鉆孔區(qū)域，只留下必要的管道網(wǎng)絡(luò)。
隨后，減少和簡化每個(gè)液壓管路，以便使用 SOLIDWORKS Flow Simulation(流體力學(xué)仿真) 工具進(jìn)行分段計(jì)算流體力學(xué) (CFD) 分析。
接下來，通過CFD分析確定液體流動(dòng)不暢和停 滯的區(qū)域后，對流動(dòng)通道實(shí)施優(yōu)化。
然后，根據(jù)此案例中客戶提供的技術(shù)指標(biāo)生成 壁厚，當(dāng)然也可以使用有限元分析 (FEA) 應(yīng)力模 型，基于CFD分析期間采集的壓力讀數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
最后，設(shè)計(jì)永久支撐結(jié)構(gòu)并將其添加到CAD幾 何形狀中，創(chuàng)建一個(gè)高效的自承式結(jié)構(gòu)。通常，支 撐結(jié)構(gòu)會在組件設(shè)計(jì)的最后階段被添加到最終幾何 形狀中，以便將零件固定到底板上并起到導(dǎo)熱作用 — 但是，將支撐結(jié)構(gòu)直接設(shè)計(jì)為組件的一部分，可 以減少之后添加需要去除的支撐而帶來的潛在的材 料浪費(fèi)。
首次設(shè)計(jì)迭代使歧管體積比原來減少了52%， 同時(shí)流動(dòng)效率提高了60%。
提取的流動(dòng)通道截面有明顯突兀的拐角
CFD分析示例突出顯示擾流區(qū)域
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