Мастерство дизайна решеток (lattice) в nTopology: передовые решения для аддитивного производства

С ростом аддитивного производства много шумихи вокруг решеток (lattices) — структур, состоящих из повторяющихся единичных ячеек. Ранее невозможные для производства, решетки теперь используются для облегчения (lightweighting), замены пены, усиления теплообмена, эстетики и поглощения шума и ударов.

Наличие машины, способной производить решетки, мало полезно без мощного ПО для их проектирования. К счастью, в пространстве продвинутого моделирования много инноваций. Одна компания, делающая возможным новое — nTopology. Вот несколько способов, как их ПО nTop Platform может поднять ваш рабочий процесс с решетками на новый уровень.

Вычислительная модель и интерфейс

Интерфейс и вычислительная модель nTop содержат множество функций, делающих ПО очень эффективным. Во-первых, они представляют геометрию «неявно» (implicitly), а не параметрически. Параметрические модели строятся через геометрические особенности, ограничения и отношения, неявные модели — непрерывным трехмерным математическим полем, а последующие CAD-операции выполняются путем изменения его представительной функции. Это позволяет быстро и легко создавать сложную геометрию.

Кроме того, файлы невероятно легкие — быстро вычисляются и рендерятся. Более того, невозможно иметь ошибки пересборки (rebuild errors) при изменении признаков «вверх по потоку», так как каждая операция — просто модификация уравнения, представляющего её вход. Параметрические модели, напротив, легко «ломаются», когда изменения вверх по потоку вызывают у более поздних признаков отсутствие ограничений или ссылочных признаков.

Интерфейс также позволяет определять свои переменные и создавать пользовательские блоки для легкой модификации модели и даже упаковки рабочих процессов и их применения к другим детаям и файлам. Например, если я делаю один дизайн в нескольких размерах, могу просто заменить базовую деталь и все последующие операции повторно применятся к новой. Можно создать пользовательский блок, показывающий только ключевые параметры и генерирующий заданный выход. Если мне нужно зарешетовать миллион похожих деталей, я мог бы даже написать Python-скрипт для автоматизации пакетной обработки.

Эта гибкость особенно полезна при решетке; для новичков и опытных инженеров по решеткам может потребоваться экспериментирование и тонкая настройка для адаптации решеток под печатаемость и функциональность. Анимации ниже демонстрируют, как быстро менять разные параметры решетки.

Кроме того, если вы вносите изменение в базовый CAD в других программах моделирования, можете вставить новую деталь, и весь рабочий процесс повторно применится к пересмотренной геометрии. Это позволяет двигаться быстро и фокусироваться на дизайне, а не на пересборке модели при каждой итерации.

Поле-управляемый дизайн (Field-driven design)

Еще одна мощная фича nTop — манипуляция геометрией с использованием данных: другой геометрии, импортированных данных или результатов симуляции. Возьмем блок с двумя отверстиями. Для усиления отверстий можно выбрать их грани, чтобы рампово изменять толщину лучей решетки так, чтобы она была толще у граней и зажималась к минимальной толщине на заданном расстоянии от отверстий.

Также возможно импортировать наборы данных для управления геометрией. В этом примере карта давления стопы импортируется как карта точек, используемая для увеличения толщины лучей в точках высокого давления или увеличения плотности единичных ячеек. ПО имеет встроенные возможности конечного элементного анализа (FEA), позволяющие генерировать данные симуляции, которые затем обратной связью управляют дизайном. Переход от simulation-informed design к simulation-driven design позволяет инженерам увеличить скорость проектирования и производить лучше работающие детали. Например, рабочий процесс ниже позволяет массовую кастомизацию подошв обуви: импорт индивидуальных карт давления быстро генерирует уникальные решетчатые стельки для максимизации комфорта.

Эти примеры лишь царапают поверхность мощности nTop. В Fast Radius у нас команда экспертов nTop, и мы с удовольствием поможем вам открыть силу продвинутого ПО моделирования для ваших применений. Свяжитесь с нами, чтобы начать.

Интересуетесь решетками и вычислительной инженерией? Посетите наш ресурсный центр для статей о соображениях дизайна решеток, механических свойствах, механических ответах и советах по генеративному дизайну.

Готовы производить детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости