MIT Computational Fabrication Group / YouTube

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali oprogramowanie do optymalizacji topologicznej produktów drukowanych 3D. Opracowanie zostało zaprezentowane na konferencji grafiki komputerowej SIGGRAPH, preprint jest dostępny na Arxiv.org, także o niej informuje edycja przeglądu technologii MIT.

We współczesnym świecie wiele produktów jest najpierw tworzonych jako trójwymiarowy model w systemie projektowania wspomaganego komputerowo. Aby jak najskuteczniej wykorzystać materiał, inżynierowie są zaangażowani optymalizacja topologiczna szczegóły dotyczące konkretnych zadań i obciążeń. W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod produkcji, w procesie drukowania 3D drukarka tworzy produkt z różnych małych cząstek materiału lub nawet kilka materiały w tym samym czasie. Otwiera to ogromne możliwości optymalizacji topologicznej - możesz zmienić nie tylko kształt samego produktu, ale także jego strukturę wewnętrzną i stosunek materiałów o różnych właściwościach. Podejście to zostało wykorzystane przez naukowców z laboratorium technologii informacyjnej i sztucznej inteligencji Massachusetts Institute of Technology.

Naukowcy postanowili wziąć „jednostkę materiału” woksel . Aby nie zmienić kształtu drukowanego elementu, ale jego wewnętrzną strukturę, inżynierowie stworzyli chmurę punktów, w której woksele są rozmieszczone według różnych właściwości mechanicznych, na przykład Moduł Younga i Współczynnik Poissona . Każdy woksel, w zależności od materiałów, może mieć inną strukturę i stosunek miękkiego i twardego materiału w nim.

Chmura punktów, w której każdy punkt odpowiada wokselowi o określonym zestawie właściwości

B. Zhu i in. / Arxiv.org

System projektowy analizuje określone obciążenie elementu, a następnie, korzystając z bazy danych, dzieli model na woksele o różnych właściwościach. Aby to wykazać, naukowcy stworzyli model, a następnie wydrukowali klip z zachowaniem sprzecznym z intuicją na drukarce 3D: pomimo faktu, że jest on wykonany z pojedynczej objętości tworzywa sztucznego, po naciśnięciu uchwytu jego końce znajdujące się po stronie roboczej są również ściśnięte, co można zobaczyć na filmie poniżej.

Ostatnio opracowali inżynierowie z tego samego laboratorium w MIT wtyczka dla systemów projektowych, które pozwalają łatwo i szybko oszacować obciążenie projektowanych struktur, wykonując obliczenia intensywnie korzystające z zasobów na serwerach w chmurze.

Wcześniej my napisał blog ta optymalizacja topologiczna może stworzyć nie tylko trwałe i optymalne produkty, ale także piękne - nawet jeśli mówimy o częściach, które łączą ze sobą kilka kabli.

Grigory Kopiev