Autodesk為Fusion引入全新體積建模API，提升晶格、拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計能力

2025年6月18日，南極熊獲悉，Autodesk為Fusion 引入了全新的體積建模 API，旨在擴展平臺在晶格生成、拓撲優(yōu)化和功能梯度材料方面的能力。此次更新于 2025年 6 月 13 日通過 Fusion 官方博客發(fā)布，為高級設(shè)計和仿真應(yīng)用程序的開發(fā)人員帶來了全新的工作流程。

△Autodesk3D打印徽標。圖片來自Autodesk。

Fusion 中的體積建模

新功能允許開發(fā)人員使用隱式建模而非顯式幾何表示來定義實體幾何。Autodesk 表示，這種方法在計算機輔助設(shè)計 (CAD)、計算流體動力學和醫(yī)學成像等領(lǐng)域具有優(yōu)勢。

隱式建模使用數(shù)學函數(shù)（例如有符號距離場 (SDF)）來表示幾何圖形，其中空間中的每個點存儲其與表面的距離：負值位于對象內(nèi)部，正值位于外部，零位于表面邊界。這項技術(shù)有助于創(chuàng)建平滑復(fù)雜的幾何圖形，支持混合操作，并支持可用于仿真的設(shè)計工作流程。

API 的核心是使用由互連節(jié)點組成的有向無環(huán)圖 (DAG)，這些節(jié)點可對標量、向量和顏色等數(shù)據(jù)類型進行操作。PrimaryGraph 和 CellGraph 兩種主要圖形類型分別控制整體形狀和內(nèi)部圖案。BoundarySDF、LatticeDensity 和 TextureDensity 等通道定義了整個體積的結(jié)構(gòu)和材料分布。這些隱式模型可以通過專門的網(wǎng)格劃分功能轉(zhuǎn)換為高分辨率多邊形網(wǎng)格。

△體積建模示例。圖片來自 Autodesk。

早期訪問和潛在應(yīng)用

體積建模 API 目前作為預(yù)覽功能面向擁有商業(yè)和教育許可證的用戶開放，它允許以編程方式控制幾何體，并旨在與 Fusion 的仿真和制造環(huán)境集成。Autodesk 強調(diào)其在需要自定義材質(zhì)行為、晶格結(jié)構(gòu)或?qū)?nèi)部幾何體進行程序控制的工作流程中的實用性。

新款A(yù)PI 與 2025 年 5 月 Fusion 更新中推出的幾項增材制造改進一同亮相。其中包括 True Shape 填充方法，這是一種更高效的 3D 嵌套方法。與根據(jù)矩形范圍排列零件的邊界框填充不同，True Shape 會分析每個模型的實際幾何形狀。這有助于減少材料浪費，并提高多部件構(gòu)建的空間利用率，對于復(fù)雜或有機形狀的組件尤其有用。

△AutodeskFusion 中的 3D Additive Arrangement。圖片來自 Autodesk。

體積設(shè)計在增材制造軟件平臺上發(fā)展勢頭強勁

Fusion 的新 API 反映了行業(yè)向計算和體積設(shè)計方法的廣泛轉(zhuǎn)變。nTop 等平臺率先采用了場驅(qū)動建模和基于圖形的工作流程，為仿真和制造應(yīng)用中的高性能部件提供支持。最新版本nTop 5擴展了與 Autodesk、Materialise、Hexagon和IntactSolutions工具的兼容性。

Materialise 的Magics2025 更新通過集成原生 CAD 幾何支持，將隱式建模引入到構(gòu)建準備階段，簡化了從設(shè)計到打印的過渡。同時，Additive Appearance的PrismSlicer為全彩和多材質(zhì)打印提供了體素級創(chuàng)作工具，將美學控制與體積數(shù)據(jù)處理相結(jié)合。

這些工具共同說明了體積思維如何重新定義 3D 打印的設(shè)計意圖和可制造性。