Бионика - инспириран од саќе и коски
Без разлика дали ќелии, коски или дрвја: 3Д-печатењето овозможува производство на такви структури економски. Предуслов: холистички пристап и целосно дигитализиран процес. Платформата 3D искуство Dassault Systémes го нуди токму тоа.
Стабилна, лесна и високо функционална: имитирањето на природата при конструкцијата на техничките компоненти отсекогаш било привлечно, но до неодамна беше комплицирано и скапо. Класичните процеси на производство дозволија само ограничени геометриски можности. Со производство на адитиви, од друга страна, сега можат да се реализираат многу сложени геометрии кои се базираат на природата, на пример, саќе и спирални форми, самостојни решенија за мрежи и клеточни конструкции инспирирани од саќе или коски.
Употребата на такви структури е поддржана и од фактот дека може да се спроведат лесни конструкции: Методологијата за бионичка конструкција, комбинирана со 3Д печатење, ја намалува тежината на материјалот и вкупната потрошувачка на материјал на одделни делови според студијата на Битком „3Д печатење - успешна приказна за дигиталната локација“ од 2017 година до 90 проценти. Но, само целосно виртуелен развој на производи прилагоден на производството на адитиви овозможува да се искористи од сите овие предности и во исто време да се избегнат скапи тест-отпечатоци или неточни отпечатоци.
Униформен модел на податоци и платформа за соработка
„Успешното производство на додатоци бара холистички пристап во кој широк спектар на дисциплини и оддели тесно соработуваат“, објаснува Мајкл Вернер, експерт за симулациски решенија во Дасо Системс: „Централната деловна платформа помага да се соберат различните погледи во развојно опкружување, под услов да е на униформен модел на податоци и заедничка графичка површина, како што нуди платформата за 3D искуство. "
Досега, скоро сите вклучени во развој на производи работеа со засебни модели: Почнувајќи од моделот на геометрија (CAD), преку модел за производство и склопување, до модели за симулација што ја опишуваат функцијата врз кои, на пример, се спроведуваше моделирање на физика. Сепак, според Вернер, ова било неконзистентно, неефикасно и скапо. Благодарение на униформниот модел на податоци и платформата за соработка, сите овие модели сега можат да се поврзат едни со други - низ целата компанија, па дури и меѓу-компанијата. Врз основа на моделот на геометрија, може да се додадат потребните, поинаку детални функционални модели и сите одлуки за производите може да се донесат со виртуелна поддршка заснована на моделот. Покрај тоа, промените во геометријата автоматски се земаат предвид во функционалните модели, без да мора да се градат повторно од самиот почеток.
Со помош на централната платформа и униформниот модел на податоци, компаниите можат однапред дигитално да ги мапираат сите релевантни одлуки за дизајн и производство: На пример, симулациите ги поддржуваат дизајнерите да го пронајдат идеалниот дизајн на компонентата, земајќи ги предвид функционалните барања. Може да имате дизајнирани различни варијанти на дизајн, а потоа да ги анализирате и споредувате. На пример, тежината на производот може брзо да се намали со земање предвид на сите други барања.
Добијте знаење за понатамошно подобрување на компонентата
Како и со другите процеси, со производството на адитиви, произведената компонента обично малку отстапува од оригиналниот дизајн. При 3Д печатење, ова се должи, меѓу другото, и на внатрешните термички стресови. Благодарение на дигитализираниот процес, конструираната компонента може детално да се спореди со практично произведената компонента. Со помош на специјални апликации, инженерот за развој може однапред да ги надомести предвидените отстапувања. „Благодарение на непречената дигитална слика на процесот на развој, увидот во понатамошните подобрувања на компонентата може да се добие од секој чекор“, објаснува Вернер. Пред ова да се испечати, компаниите можат да ги тестираат најразновидните варијанти за нивната изработка - на пример, комплексни органски форми.
Заштедени 90 проценти тежина
Во студијата за дизајн, Дасо Системс разви компонента што се печати од пластика. 3D печатачот вметнува тенка нишка Kevlar во особено напнати области пред да се испрска следниот слој. Тој е дел од спој во кадифе кој го заменува неговиот претходник од леано метал. Целта беше значително намалување на телесната тежина.
Ако ги погледнете оптоварувањата во анализата на конечни елементи (FEA), се забележува дека можеби половина од волуменот на старата компонента не зафаќа никакво оптоварување и со тоа само предизвикува непотребна тежина и трошоци. Сепак, многу инженери не сакаат да изостават претходен материјал. Софтверот помага да се преиспита. Во пракса, на пример, изгледа вака: Прво, дизајнерите ја дизајнираат компонентата во CAD програма. Сега, со помош на симулациони решенија, се пресметуваат и анализираат геометриски варијанти на компонентата. Програмата автоматски ја зема предвид производноста со употреба на наведениот процес на производство. Овој процес на симулација, анализа и подобрување на дизајнот се повторува автоматски се додека компонентата не се приближи што е можно поблиску до посакуваниот резултат, т.е. тежи што е можно помалку, на пример.
Ова е местото каде што влегуваат во игра биониката: гранките на дрвото едноставно не стануваат подебели за да можат подобро да издржат на ветрот и снегот, но дополнително дрво расте само во критичните области. Од оваа причина, гранките не излегуваат вертикално и со остри рабови од трупот, но имаат кривина на врвот како премин и дополнителен материјал за поддршка помеѓу коренот и трупот. Ваквите меки премини се вообичаени по природа, оптимално одговарани на оптоварувањата, но покомплексни за конструирање.
За прв пат, прецизно производство на внатрешни мрежни структури со 3Д печатење
Со помош на соодветниот софтвер, може да се создадат такви непречени транзиции и истовремено да се оптимизира внатрешната структура. Покрај тоа, може да се вметнат различни структури на решетки кои се направени според природата, како што е коска лесна, а сепак тврда благодарение на порозното полнење. За прв пат, ваквите внатрешни мрежни структури можат точно да се произведат со употреба на 3Д печатење. На транзициите, решетката во внатрешноста на компонентата е задебелена, на некои места празнините се мали, на други многу воздушни. На овој начин, невралгичните области се зајакнуваат, а во исто време се користи помалку материјал. Компонентата на мелениот сено споменати погоре е оптимизирана со помош на решението за симулација Simulia Tosca Structure. Заштедува 90 проценти тежина во споредба со претходникот, но е стабилно исто како и стариот кастинг. (да)