设计和制造一体化，自动化的允许始于创成式设计

宣布时间：

2023-01-11 12:45

　　创成式设计(Generative Design)是凭据一些起始参数通过迭代并调解来找到一个(优化)模型。拓扑优化(Topology Optimization)是对给定的模型进行剖析，常见的是凭据界限条件进行有限元剖析，然后对模型变形或删减来进行优化。

　　许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�？赡苄岳赐贫⒁焐杓疲皇羌虻サ卮釉吹纳杓萍苹刑剿魅绾渭跎僦柿�。

　　不过之前的创成式设计通常并不考虑加工的限制，虽然3D打印在制造庞大的设计方面有着先天的优势，可是许多设计结果还需要CNC数控加工来实现更高的精度与外貌质量，这使得设计与可制造性之间仍然缺乏一定水平的衔接，而Fusion 360 创成式设计2.5轴版本，从设计端衔接3D打印与机加工正在买通设计与制造衔接的最后一公里：3D打印技术与古板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效，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，重量大巨细于美国宇航局送往其它行星和卫星的大大都着陆器。是通过金属3D打�。旌拖诚飨嘟岷现圃斓囊桓龊芸岬拇闯墒缴杓葡钅康囊桓隼�。

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，这个设计要领运用的是大自然的进化结果的防生学盘算公式。设计师和工程师们只需要将设计目标、质料、制造质料和本钱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。

　　简直，迄今为止许多创成式设计的实例看起来都是错综庞大的，这种庞大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，创成式设计的适用规模正在扩大，包括支持古板制造工艺。

　　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效和性能要求，相同的质料，相同的粗糙形式，唯一的区别是制造历程差别。

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。

　　创成式设计不但在释放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，不但仅是建模历程的自动化，包括加工历程的自动优化，闭环反�。际沟么�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。如果操作历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。

　　通过与机械控制器的网络连接，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战略。例如，当意识到主轴负载能力为50%，则可以提高进给速率，使刀具更快地切割质料或加大进给使得切割更深，以去除更多质料，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一定!创成式设计，自动编程和闭环反�。沟檬鼗布庸ぞ弑噶烁飨缘淖远卣�。而在3D科学谷看来，关于制造商而言，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突破，而增材与减材将被进一步融合。（来源：3D科学谷）

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