电话:0311-82898096
传真:0311-82898096
邮箱:
jyzczz@hbjyjt.com
地址:河北省石家庄市平山县南甸镇敬业工业园区

联系我们

在线留言

微信公众号

Copyright © 2017 河北敬业增材制造科技有限公司    版权所有

>
>
设计和制造一体化,自动化的承诺始于创成式设计

新闻资讯

设计和制造一体化,自动化的承诺始于创成式设计

作者:
发布时间:
2019/09/23
【摘要】:
创成式设计(GenerativeDesign)是根据一些起始参数通过迭代并调整来找到一个(优化)模型。拓扑优化(TopologyOptimization)是对给定的模型进行分析,常见的是根据边界条件进行有限元分析,然后对模型变形或删减来进行优化。    
  创成式设计(Generative Design)是根据一些起始参数通过迭代并调整来找到一个(优化)模型。拓扑优化(Topology Optimization)是对给定的模型进行分析,常见的是根据边界条件进行有限元分析,然后对模型变形或删减来进行优化。
 
 
  很多人以为创成式设计是拓扑优化或程序建模的一个分支。但实际上,创成式设计是是一个人工智能驱动的流程,利用云来通过探索成千上万的建模可能性来推动创新设计,而不是简单地从原来的设计方案中探索如何减少材料。
  不过之前的创成式设计通常并不考虑加工的限制,虽然3D打印在制造复杂的设计方面有着先天的优势,但是很多设计结果还需要CNC数控加工来实现更高的精度与表面质量,这使得设计与可制造性之间仍然缺乏一定程度的衔接,而Fusion 360 创成式设计2.5轴版本,从设计端衔接3D打印与机加工正在打通设计与制造衔接的最后一公里:3D打印技术与传统制造技术的设计折衷。
  为3D打印技术特点而重新设计
  通过Autodesk Fusion 360提供的创成式设计功能,设计和可制造性都是内置的。增材制造和3轴以及5轴铣削加工之间具有各自的特点,这些特点使得这两者之间似乎隔了难以逾越的“鸿沟”,而欧特克关于创成式设计的2.5轴版本使得任何拥有数控铣床的人都可以随意使用这种“折衷”的设计来进行加工。
 
 
  软件公司Autodesk-欧特克和美国宇航局(NASA)喷气推进实验室的工程师们设计的星际着陆器,重量大大小于美国宇航局送往其它行星和卫星的大多数着陆器。是通过金属3D打印,铸造和铣削相结合制造的一个很酷的创成式设计项目的一个例子。
 
 
创成式设计-着陆器。来源:欧特克
  通过欧特克的创成式设计软件,这个设计方法运用的是大自然的进化结果的防生学计算公式。设计师和工程师们只需要将设计目标、材料、制造材料和成本限制等数据输入到设计软件中,设计软件就能够快速生成多种设计结果作为选项。
  的确,迄今为止许多创成式设计的实例看起来都是错综复杂的,这种复杂往往让制造商望而生畏,认为是看似无法实现的设计。但好消息是,创成式设计的适用范围正在扩大,包括支持传统制造工艺。
  例如轮椅的金属支撑零部件,源自相同的创成式设计输出。每个零部件具有相同的功能和性能要求,相同的材料,相同的粗糙形式,唯一的区别是制造过程不同。
 
 
人工设计与创成式设计。来源:欧特克
  图片显示了人工设计的零件以及在2.5轴和3轴CNC机床上铣削的两种创成式设计。
  创成式设计不仅在释放3D打印的潜力,也在提升数控机床的自动化效率。自动化是体现在方方面面的,不仅仅是建模过程的自动化,包括加工过程的自动优化,闭环反馈,都使得从3D打印到数控加工,更具备数字化特征。
  数控机床通常使用G代码来描述机床的加工信息,如 走刀轨迹、坐标的选择、冷却液的开启等。在这方面,欧特克的Autodesk PowerMill Additive将CAM编程自动化。
 
 
视频:Autodesk PowerMill Additive。来源:欧特克
  当CNC机床切削金属时,控制器“知道”主轴上的压力及其最大加工效率。如果操作过程中主轴处于其最大负载条件的50%以下 – 这意味着它具有50%的潜能没有被充分利用。
  通过与机器控制器的网络连接,可以“监听”控制器,并实时更新在设计软件中自动生成的加工策略。例如,当意识到主轴负载能力为50%,则可以提高进给速率,使刀具更快地切割材料或加大进给使得切割更深,以去除更多材料,从而获得更高的运营效率。
  设计和制造的融合是产品制造的必然!创成式设计,自动编程和闭环反馈,使得数控机床加工具备了更明显的自动化特征。而在3D科学谷看来,对于制造商而言,最好的还未到来。很快,产品设计师,机械工程师和制造工程师之间的孤岛将被打破,而增材与减材将被进一步融合。(来源:3D科学谷)