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正向设计体系初探之“正向设计体系驱动制造自适应”

时间:2020-04-18 10:50 来源:未知 作者:中国3D打印网 阅读:

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主题

正向设计体系驱动制造自适应

分享嘉宾

李元林(安世亚太科技成都分公司首席技术官)

增材制造作为工业4.0的核心技术之一,其前景受到了无数专业人士的共同推崇,并在实际应用中得到了验证,但是,前几年仍然经历了泡沫时期,得到了一些质疑,遇到了一些困难。

目前技术层面上3D打印技术完全具备产业化实力,3D打印作为第四次工业革命的代表性技术,其革命的核心价值尚未被国内大多数企业深刻认识到,要释放3D打印作为附加值创造能力的赋能潜力,需要改变产品的设计,我们国家需要摆脱当前普遍陷入的狭窄思路局限,很多企业将3D打印与传统制造工艺进行一比一的对比,关心3D打印与铸造相比的经济性在哪里,这对革命性的工艺潜力来说存在极大的误解,是不公平的。我们国内必须认识到要从源头改变产品的设计,针对3D打印对产品的复杂性制造成本不敏感的特点发挥3D打印的价值。

要理解当前我们国家在3D打印的布局上所陷入的思维误区,可以将如今的3D打印市场格局划分为两种态势,一种是“下风口”态势,即没有将3D打印作为制造技术的一种,没有实现从设计端发力改变产品的设计,没有将不同的加工技术与3D打印技术融合起来,没有考虑到产品性能的产业化认证与检测,而只是片断性的单纯的局限在3D打印技术本身,将3D打印技术的应用局限在原型制造领域,发挥的仅仅是3D打印作为“快速”制造的优势。

另一种态势是“上风口”态势,这种态势与下风口态势的各种方式刚好不一样,发挥的是3D打印技术成就“复杂”产品的优势,例如通过3D打印实现了更复杂的外形,将原来十几个零件简化为1个零件,体积和重量大大缩小;或者是通过3D打印实现了材料的冶金性能的提升,再或者是制造出梯度合金等材料;再或者是实现了更高的产品性能,提升了产品生命周期的附加值。

当前中国所形成的3D 打印“热”并不具备可持续发展的潜力,而是将3D打印误导在快速制造领域,无法实现从1到n的产业化发展,陷入了下风口的僵局,这与中国长期从事逆向设计所养成的思维习惯是有很大关系的。之前国内企业并不过于担心国外出现一些好的核心技术,因为将这些产品购买过来,一般在2年内可以实现该产品的逆向设计与制造,通过“山寨”的方式,再结合国内的成本优势,以及国内巨大的市场,可以走出一条生存之路。然而,3D打印正在将这条快捷通道闭合。

Pera_System_1想要从“下风口”转移到“上风口”是充满挑战的,上风口所需要的是正向设计的能力,当前以功能导向的增材思维设计理念是目前国内所严重缺乏的,随着3D打印的发展,仿真由以前的设计验证角色也上升成为仿真驱动设计的核心角色,新的设计方法包括拓扑优化、创成式设计与仿真的结合成为驱动3D打印发展的核心要素。

对于增材制造来说,产品成本与其复杂性的相关性不大。因此,使用3D打印技术来实现依据DfM(面向制造)设计出来的产品,然而目前普遍将3D 打印应用于产品原型的制造,产品的设计并没有根据3D 打印的特点发生改变,并不能充分发挥3D打印的技术优势。在应用的更高层次,包括“零部件组合优化”、“拓扑优化工业再设计”,以及以“创成式设计”为代表的DfF(面向功能实现)的全新设计,可以称之为“以增材思维为核心的先进设计”,是一种正向设计体系的思维和能力。

(责任编辑:中国3D打印网)

weixin
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