基于3D打印對汽車鉸鏈的改進與優(yōu)化

△Fraunhofer公司

Fraunhofer為跑車設(shè)計的新車門鉸鏈采用了不同的策略：它試圖比同等的機加工部件更好。該公司聲稱，新部件的成本只有正常鉸鏈的一半，重量比普通鉸鏈輕35%。該團隊使用3D Spark軟件中的工具，分析了控制影響成本的多種因素。其中一些是針對結(jié)構(gòu)部分的，而另一些則針對制造過程。例如，定向打印零件以最小化支撐并最大化適合構(gòu)建曲面的數(shù)量。

△根據(jù)受力環(huán)境進行拓撲優(yōu)化的結(jié)構(gòu)

通過模擬鉸鏈上的受力環(huán)境，這些工具可以優(yōu)化掉沒有力學(xué)貢獻的冗余材料。這使得整體結(jié)構(gòu)重量減輕了35%。更少的材料也意味著更少的打印時間，以及更低的成本。

△拓撲優(yōu)化的汽車鉸鏈結(jié)構(gòu)

實際上，F(xiàn)raunhofer公司目前所進行的工作對任何參與3D打印的人來說都不算新鮮，但是將這些優(yōu)化的方式集合起來，以合理的方式定位零件是有意義的。我們已經(jīng)看到在3D打印和傳統(tǒng)制造優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)的前景，值得注意的是現(xiàn)有工具來幫助自動執(zhí)行這些優(yōu)化過程。但是目前這種分析仍然是小眾的市場。并且從理論出發(fā)，這種優(yōu)化策略對于通過3D打印制造零件的過程是十分有效的。