增材制造（3D打印）可以從0到1的創(chuàng)造出一個(gè)前所未有的零部件，也可以對(duì)原有零部件進(jìn)行再制造，為它們帶來新的附加價(jià)值，如：提升性能，縮小尺寸，集成式的功能，以及輕量化。3D打印具有如此的魅力與其背后精彩的設(shè)計(jì)方案密不可分，為增材制造而設(shè)計(jì)（DFAM）的全新設(shè)計(jì)思維是開啟3D打印潛力的鑰匙。然而骨感的現(xiàn)實(shí)是，大多數(shù)設(shè)計(jì)師是在傳統(tǒng)減材制造教育中成長的，受到原有制造文化所形成的抗拒力，將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)換成為增材制造而設(shè)計(jì)的思維模式并不是一件簡單的事情。

     所幸的是，設(shè)計(jì)師們正在為增材制造而設(shè)計(jì)進(jìn)行努力，荷蘭2017年增材制造設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)大賽匯聚了全球多個(gè)國家設(shè)計(jì)師的作品，這些作品都是設(shè)計(jì)師們?cè)?D打印之路上探索的精華成果。本期，3D科學(xué)谷就與谷友共同來欣賞幾個(gè)入圍決賽的3D打印設(shè)計(jì)作品。

挑戰(zhàn)：功能集成、輕量化…

     在2017年的挑戰(zhàn)賽中共有六個(gè)入圍的3D打印設(shè)計(jì)作品，它們應(yīng)用于先進(jìn)食品工藝、航空制造、汽車和高新科技行業(yè)。參賽的設(shè)計(jì)師分為兩個(gè)群體：專業(yè)組和學(xué)生組。

圖片：Lareka Confectionery Equipment設(shè)計(jì)的3D打印封口機(jī)臂

      專業(yè)組的最終獲勝作品是荷蘭的糖果裝備公司Lareka Confectionery Equipment 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的3D打印封口機(jī)臂，這是一個(gè)巧克力棒包裝生產(chǎn)線中的機(jī)械部件，它是在原有部件基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)計(jì)的，由于在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上減少了50個(gè)零件，并能夠?qū)崿F(xiàn)更好的溫度調(diào)節(jié)功能，這個(gè)設(shè)計(jì)將提升巧克力包裝的質(zhì)量。

圖片：諾丁漢大學(xué)學(xué)生設(shè)計(jì)的3D打印化油器

      學(xué)生組的最終獲作品出自于英國諾丁漢大學(xué)的在校學(xué)生Cassidy Silbernagel的之手，Cassidy 同時(shí)也是上一屆挑戰(zhàn)賽學(xué)生組的獲勝者。Cassidy的獲勝設(shè)計(jì)作品是一件再設(shè)計(jì)的3D打印化油器。據(jù)中國3D打印網(wǎng)了解到，這個(gè)作品在設(shè)計(jì)上的巧妙之處在于將移動(dòng)結(jié)構(gòu)、浮動(dòng)結(jié)構(gòu)以及輕量化的內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)集成在一起，并在不影響零件成型質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)如何減少支撐結(jié)構(gòu)做了考量，這個(gè)細(xì)心的步驟有助于降低3D打印零部件后處理的難度。Cassidy所使用的晶格建模軟件， 讓設(shè)計(jì)流程變得更加容易和高效，大大減少了新產(chǎn)品開發(fā)的時(shí)間。

圖片：Cassidy 2016年獲勝的3D打印作品

      在去年的挑戰(zhàn)賽中，Cassidy的獲勝作品是一件電動(dòng)摩托車電機(jī)外殼，該設(shè)計(jì)將一個(gè)由8個(gè)組件組成的電機(jī)外殼優(yōu)化為一個(gè)整體式的輕量化零件，零件中還集成了布線通道和傳熱空間。

除了以上兩個(gè)獲獎(jiǎng)作品，還有四個(gè)入圍決賽的3D打印設(shè)計(jì)作品：

圖片：專業(yè)組入圍作品

左圖：整體式熱交換器，設(shè)計(jì)師為德國西門子公司的 Christoph Kiener博士

右圖：定制化的微型無人機(jī)框架，由荷蘭設(shè)計(jì)師Michael van der Bent所設(shè)計(jì)

圖片：學(xué)生組入圍作品

左圖：超音速風(fēng)洞測(cè)試模型，設(shè)計(jì)師為印度大學(xué)聯(lián)盟的學(xué)生團(tuán)隊(duì)

右圖：工業(yè)機(jī)器人的輕量化部件，設(shè)計(jì)師來自俄國圣彼得堡工業(yè)大學(xué)

    設(shè)計(jì)師們創(chuàng)造這些作品，離不開設(shè)計(jì)軟件和3D打印設(shè)備的支持，參賽設(shè)計(jì)師所使用的軟件包括：Altair 的CAE軟件（如：solidThinking Inspire）， 歐特克Netfabb 和Fusion 360 軟件。3D打印設(shè)備包括：FDM 3D打印機(jī)Ultimaker 和金屬3D打印機(jī)AddLab。

(責(zé)任編輯：admin)

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