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設計和制造一體化
，自動化

發(fā)布時間：2022-08-23 14:33:58瀏覽：7071點贊：

創(chuàng)成式設計（Generative Design）是根據一些起始參數通過迭代并調整來找到一個（優(yōu)化）模型。拓撲優(yōu)化（Topology Optimization）是對給定的模型進行分析

，常見的是根據邊界條件進行有限元分析

，然后對模型變形或刪減來進行優(yōu)化

。

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很多人以為創(chuàng)成式設計是拓撲優(yōu)化或程序建模的一個分支。但實際上

，創(chuàng)成式設計是是一個人工智能驅動的流程

，利用云來通過探索成千上萬的建模可能性來推動創(chuàng)新設計

，而不是簡單地從原來的設計方案中探索如何減少材料

。

不過之前的創(chuàng)成式設計通常并不考慮加工的限制，雖然3D打印在制造復雜的設計方面有著先天的優(yōu)勢

，但是很多設計結果還需要CNC數控加工來實現更高的精度與表面質量

，這使得設計與可制造性之間仍然缺乏一定程度的銜接，而Fusion 360創(chuàng)成式設計2.5軸版本

，從設計端銜接3D打印與機加工正在打通設計與制造銜接的最后一公里：3D打印技術與傳統(tǒng)制造技術的設計折衷

。

為3D打印技術特點而重新設計

通過歐特克的創(chuàng)成式設計軟件，這個設計方法運用的是大自然的進化結果的防生學計算公式

。設計師和工程師們只需要將設計目標

、材料、制造材料和成本限制等數據輸入到設計軟件中

，設計軟件就能夠快速生成多種設計結果作為選項

。

的確，迄今為止許多創(chuàng)成式設計的實例看起來都是錯綜復雜的

，這種復雜往往讓制造商望而生畏

，認為是看似無法實現的設計。但好消息是，創(chuàng)成式設計的適用范圍正在擴大

，包括支持傳統(tǒng)制造工藝

。

例如輪椅的金屬支撐零部件，源自相同的創(chuàng)成式設計輸出

。每個零部件具有相同的功能和性能要求

，相同的材料，相同的粗糙形式

，唯一的區(qū)別是制造過程不同

。

創(chuàng)成式設計不僅在釋放3D打印的潛力，也在提升數控機床的自動化效率

。自動化是體現在方方面面的

，不僅僅是建模過程的自動化，包括加工過程的自動優(yōu)化

，閉環(huán)反饋

，都使得從3D打印到數控加工，更具備數字化特征

。

數控機床通常使用G代碼來描述機床的加工信息

，如走刀軌跡、坐標的選擇

、冷卻液的開啟等

。在這方面，歐特克的Autodesk PowerMill Additive將CAM編程自動化

。

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當CNC機床切削金屬時

，控制器“知道”主軸上的壓力及其最大加工效率。如果操作過程中主軸處于其最大負載條件的50％以下 – 這意味著它具有50％的潛能沒有被充分利用

。

通過與機器控制器的網絡連接

，可以“監(jiān)聽”控制器，并實時更新在設計軟件中自動生成的加工策略

。例如

，當意識到主軸負載能力為50％，則可以提高進給速率

，使刀具更快地切割材料或加大進給使得切割更深

，以去除更多材料，從而獲得更高的運營效率

。

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