当3D打印和拓扑优化一起使用时，可以以最小的质量交付物体，这将节省原材料成本。
通过应用以前只在工程仿真部门使用的算法，Inspire将拓扑优化的力量带给了新的受众。通过使用这些算法来生成最优解决方案，设计周期时间、材料消耗和产品重量都得到了降低。
拓扑优化和增材制造这两种技术结合在一起，有可能帮助您创造新一代令人兴奋的产品。而增材制造，又称3 d打印技术，被产品开发组织广泛用于从数字模型创建原型，拓扑优化一直局限于具有广泛CAE资源的公司，如汽车和航空航天制造商。直到最近，生成类似有机结构的设计所需的工具，在价格或可用性水平上，都还没有得到鼓励更广泛的行业采用。但这种情况正在改变，拓扑优化和增材制造现在正准备加速产品开发过程。
结合这些技术的前景不仅仅是理论上的。许多组织已经证明了将增材层制造(ALM)与拓扑优化设计相结合的好处。例如，EADS的研究表明，通过使用ALM与拓扑优化相结合，空客A320铰链支架可以显著降低重量。优化过程使设计师能够快速专注于最高效、轻量化的结构，而ALM的使用通过最大限度地减少制造过程中的浪费，进一步降低了重量。利用这些技术，EADS的设计工程师有更大的自由探索替代方案，同时减少整体开发时间和成本。
优雅的解决方案
什么是拓扑优化?它是一种数学方法，根据设计工程师提供的一组负载和其他条件，在给定的设计空间内生成材料布局。举个例子，让我们看看一个使用拓扑优化软件solidThinking Inspire创建和优化的简单波束。在这种情况下，设计空间是一个矩形块，支撑在底部的角落，施加于顶部的单一负载。一旦创建了设计空间并应用了负载，您就可以运行优化，在几分钟内，软件生成的结果看起来就像在自然界中找到的结构一样。显然，与传统的减法工艺(如从坯料加工)相比，增材制造技术是一种更合适的制造工艺。增材制造工艺的设计自由度允许对设计进行字面解释，在减少重量的同时也减少了局部应力并保持了结构刚度。
Inspire软件可以让你在直观的用户界面中绘制表面和创建实体，或者从现有的CAD工具导入数据。在优化之前，可以将几何形状作为设计空间、材料和负载条件进行准备。虽然3D打印并不总是需要的，但可以应用制造和形状控制，包括最小成员尺寸、对称、图案重复或循环重复。优化结果可以以STL格式导出。
拓扑优化的第一步是定义“设计空间”，它表示一个部件可以占用的最大体积。然后结构将承受的载荷被施加。在这个简单的例子中，矩形设计空间被支撑在两端，并且必须承受一个集中的荷载。
问题的最佳结果并非出乎意料，但提出了需要解释的几何形状，或使用传统制造技术来实现优化的制造控制。3D打印技术非常适合充分利用这种类型的概念生成。
更快的概念
拓扑优化结果通常具有引起讨论的视觉吸引力。这些对话通过邀请关于零件装载、产品美学和制造注意事项的早期对话来增强产品开发过程。然后，优化工具使您能够快速探索替代方向，确保您找到一个大规模高效的建议。通过增材制造以物理形式实现这些结果的机会增加了所提出的设计概念的影响力。
用solidThinking Inspire生成的上述概念的3D打印版本展示了优雅的结果，并可以激发关于设计方向的对话。这种开发方法有助于让跨功能的产品团队参与关于功能、美学和制造的早期讨论。
这些椅子的图像显示了其中两种椅子的快速进化，它们是使用拓扑优化设计和3D打印制作的。设计空间用棕色表示，表示解决方案所能占据的最大体积。椅子的典型负载和对称控制也被应用。优化后的结果用橙色表示。这个结果可以以STL格式导出，允许在原型制造之前进行小的更新。
有效的部分
由于增材制造消除了许多传统的约束，拓扑优化的潜在好处被放大。在机械零件上减少产品重量并不一定能省钱。所需坯料的尺寸通常是相同的，但在制造过程中会去除更多的材料。使用添加剂技术，所用材料的数量与部件的重量成正比:部件越重，制造成本就越高。现在使用拓扑优化设计的零件，以达到最小质量将节省原材料的资金。因此，我们的产品设计方法应该改变，特别是在制造小批量零件时。
在拓扑优化结果面前，工程师面临的一个历史性挑战是如何将有机外观的形式转化为可供制造的CAD几何图形。虽然Inspire程序中的制造控制使生产适合传统制造工艺的模型变得更容易，但那些使用3D打印的人可以自由地生产更复杂的形状。无约束的拓扑结果总是比解释的版本更轻，并在开发过程中节省更多时间。
更快、更聪明、更轻
solidThinking Inspire是一个工具，帮助您创建和调查结构高效的概念，通过直观的用户界面。这是产品中显示的椅子的设计空间。加载条件已经被应用，并且平面表明一个对称的结果是理想的。
Inspire软件不仅适用于使用增材制造工艺制造的零件。汽车安全设备一级制造商Key Safety Systems, Inc.的资深工程师Stefan Terebesi一直在使用该软件来帮助他和他的团队为车辆约束系统的安全关键部件生成高效结构。他解释说:“我们对基于优化性能要求的设计概念很感兴趣，这将有助于在更短的时间内设计出性能更好的部件。”
使用Inspire可以让团队快速研究加载条件或包装空间的变化可能对他们的设计方向产生什么影响。Terebesi说:“solidThinking Inspire提供了一个工具，可以快速建议理想的零件几何形状，提供了一个机会，以减少开发周期，并提高工程师对组件结构要求的知识。”
增材制造和拓扑优化具有许多共同的属性，包括实现设计的速度、快速理解变化影响的机会，以及交付最轻重量的解决方案。同时使用这两种技术可以增强这些优势。
虽然单独使用时每一种都有优点，但将它们结合起来并增加它们的优点的机会是巨大的。强积金
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