豈止驚艷,這些設(shè)計開啟了3D打印潛力和產(chǎn)品附加值!
增材制造(3D打印)可以從0到1的創(chuàng)造出一個前所未有的零部件,也可以對原有零部件進行再制造,為它們帶來新的附加價值,如:提升性能,縮小尺寸,集成式的功能,以及輕量化。3D打印具有如此的魅力與其背后精彩的設(shè)計方案密不可分,為增材制造而設(shè)計(DFAM)的全新設(shè)計思維是開啟3D打印潛力的鑰匙。然而骨感的現(xiàn)實是,大多數(shù)設(shè)計師是在傳統(tǒng)減材制造教育中成長的,受到原有制造文化所形成的抗拒力,將傳統(tǒng)設(shè)計思維轉(zhuǎn)換成為增材制造而設(shè)計的思維模式并不是一件簡單的事情。
所幸的是,設(shè)計師們正在為增材制造而設(shè)計進行努力,荷蘭2017年增材制造設(shè)計挑戰(zhàn)大賽匯聚了全球多個國家設(shè)計師的作品,這些作品都是設(shè)計師們在3D打印之路上探索的精華成果。本期,3D科學(xué)谷就與谷友共同來欣賞幾個入圍決賽的3D打印設(shè)計作品。
挑戰(zhàn):功能集成、輕量化…
在2017年的挑戰(zhàn)賽中共有六個入圍的3D打印設(shè)計作品,它們應(yīng)用于先進食品工藝、航空制造、汽車和高新科技行業(yè)。參賽的設(shè)計師分為兩個群體:專業(yè)組和學(xué)生組。
圖片:Lareka Confectionery Equipment設(shè)計的3D打印封口機臂
專業(yè)組的最終獲勝作品是荷蘭的糖果裝備公司Lareka Confectionery Equipment 團隊設(shè)計的3D打印封口機臂,這是一個巧克力棒包裝生產(chǎn)線中的機械部件,它是在原有部件基礎(chǔ)上進行再設(shè)計的,由于在原有設(shè)計基礎(chǔ)上減少了50個零件,并能夠?qū)崿F(xiàn)更好的溫度調(diào)節(jié)功能,這個設(shè)計將提升巧克力包裝的質(zhì)量。
圖片:諾丁漢大學(xué)學(xué)生設(shè)計的3D打印化油器
學(xué)生組的最終獲作品出自于英國諾丁漢大學(xué)的在校學(xué)生Cassidy Silbernagel的之手,Cassidy 同時也是上一屆挑戰(zhàn)賽學(xué)生組的獲勝者。Cassidy的獲勝設(shè)計作品是一件再設(shè)計的3D打印化油器。據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解到,這個作品在設(shè)計上的巧妙之處在于將移動結(jié)構(gòu)、浮動結(jié)構(gòu)以及輕量化的內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)集成在一起,并在不影響零件成型質(zhì)量的基礎(chǔ)上,對如何減少支撐結(jié)構(gòu)做了考量,這個細心的步驟有助于降低3D打印零部件后處理的難度。Cassidy所使用的晶格建模軟件, 讓設(shè)計流程變得更加容易和高效,大大減少了新產(chǎn)品開發(fā)的時間。
在去年的挑戰(zhàn)賽中,Cassidy的獲勝作品是一件電動摩托車電機外殼,該設(shè)計將一個由8個組件組成的電機外殼優(yōu)化為一個整體式的輕量化零件,零件中還集成了布線通道和傳熱空間。
除了以上兩個獲獎作品,還有四個入圍決賽的3D打印設(shè)計作品:
圖片:專業(yè)組入圍作品
左圖:整體式熱交換器,設(shè)計師為德國西門子公司的 Christoph Kiener博士
右圖:定制化的微型無人機框架,由荷蘭設(shè)計師Michael van der Bent所設(shè)計
圖片:學(xué)生組入圍作品
左圖:超音速風(fēng)洞測試模型,設(shè)計師為印度大學(xué)聯(lián)盟的學(xué)生團隊
右圖:工業(yè)機器人的輕量化部件,設(shè)計師來自俄國圣彼得堡工業(yè)大學(xué)
設(shè)計師們創(chuàng)造這些作品,離不開設(shè)計軟件和3D打印設(shè)備的支持,參賽設(shè)計師所使用的軟件包括:Altair 的CAE軟件(如:solidThinking Inspire), 歐特克Netfabb 和Fusion 360 軟件。3D打印設(shè)備包括:FDM 3D打印機Ultimaker 和金屬3D打印機AddLab。
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