許多精彩的3D打印產(chǎn)品都與拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)密不可分，例如：空客公司制作的世界上第一輛3D打印摩托車Light Rider；ROBOT BIKE CO(RBC)公司設(shè)計(jì)的可定制3D打印自行車；意大利泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）設(shè)計(jì)制造的3D打印衛(wèi)星天線；瑞士蘇黎世RUAG Space公司有史以來最長(zhǎng)的工業(yè)級(jí)3D打印航天部件；英國(guó)增材制造廠商雷尼紹（Renishaw）與自行車廠商Empire Cycles合作，設(shè)計(jì)并制造了世界首輛全3D打印自行車；SOGECLAIR Aerospace采用3D打印制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)組件。
這些精彩的案例背后，都有一家極具創(chuàng)新精神的公司參與其中——Altair Engineering. Inc。正是Altair 拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師們才得以充分的發(fā)掘出3D打印的潛力，從而創(chuàng)作出這些“顏值” 與“實(shí)力” 并存的3D打印產(chǎn)品。
拓?fù)鋬?yōu)化驅(qū)動(dòng)3D打印設(shè)計(jì)：
案例1 世界首例3D打印摩托車
2016年5月空中客車集團(tuán) APWorks GmbH 發(fā)布了世界上第一輛3D打印摩托車Light Rider，采用的正是Altair公司的優(yōu)化軟件OptiStruct進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到最佳的材料分布。6月15日，APWorks與Altair達(dá)成全面合作伙伴協(xié)議，進(jìn)一步將Altair的優(yōu)化技術(shù)與3D打印更緊密地結(jié)合起來，在工業(yè)界實(shí)現(xiàn)輕量化的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
圖片來源：APWorks
空中客車集團(tuán) APWorks GmbH執(zhí)行總監(jiān) Joachim Zettler先生說:“我們?cè)谠霾闹圃旆矫鎿碛胸S富的專業(yè)知識(shí)，而Altair公司在仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)上的專業(yè)能力非常突出，二者的完美組合能夠幫助客戶真正通過增材制造的優(yōu)勢(shì)獲利。在我們的‘Light Rider’項(xiàng)目中，Altair的拓?fù)鋬?yōu)化和增材制造的先進(jìn)技術(shù)讓我們可以把構(gòu)想中的仿生學(xué)摩托車設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，我們終于在這個(gè)項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了革命性輕量化設(shè)計(jì)！”
案例2 ROBOT BIKE 3D打印定制山地車
圖片來源：Renishaw
ROBOT BIKE COMPANY (RBC) 是一家位于英國(guó)的新興公司，由一群航天工程師及山地車愛好者組成。公司創(chuàng)建之初，創(chuàng)始人就認(rèn)識(shí)到碳纖維對(duì)接增材制造的巨大潛力，他們要探尋最棒的自行車架。盡管RBC團(tuán)隊(duì)在增材制造技術(shù)以及航空產(chǎn)品與系統(tǒng)研發(fā)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，但要實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)仍然需要與多方團(tuán)隊(duì)進(jìn)行接洽。他們接觸的團(tuán)隊(duì)包括：HiETA技術(shù)，在增材制造方面擁有設(shè)計(jì)和工程解決方案；Renishaw,全球領(lǐng)先的增材制造生產(chǎn)商；以及Altair產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，提供拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，保證將增材制造的靈活性優(yōu)勢(shì)全面發(fā)揮出來。為了盡可能在設(shè)計(jì)流程早期找到最佳方案，Altair產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用了solidThinking Inspire。該技術(shù)允許團(tuán)隊(duì)快速將現(xiàn)有設(shè)計(jì)導(dǎo)入到虛擬的環(huán)境中，并施加自行車架在使用中需要承受的載荷數(shù)據(jù)。
在solidThinking Inspire中定義設(shè)計(jì)空間獲得拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果
原始部件與新部件設(shè)計(jì)對(duì)比 新部件渲染效果
RBC創(chuàng)始人Ed Haythornthwalte 先生說道：“Altair產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用solidThinking Inspire可以協(xié)助RBC公司進(jìn)一步降低車架重量，同時(shí)確保產(chǎn)品應(yīng)力低于預(yù)設(shè)值。這些能讓我們保證產(chǎn)品壽命，并讓客戶對(duì)使用的持久性充滿信心。”
由Altair產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供的優(yōu)化技術(shù)，成功地支持了最輕量化的“鈦金屬車架節(jié)點(diǎn)”設(shè)計(jì)。由solidThinking Inspire提供新的材料布局方式，由Evolve重構(gòu)造型，這種方案極具創(chuàng)造性且造型有機(jī)性，為增材制造提供了最優(yōu)設(shè)計(jì)，即在滿足性能的情況下，減少重量、減少零件數(shù)量、減少制造的復(fù)雜性和成本。
案例3 有史以來最長(zhǎng)的工業(yè)級(jí)3D打印航天部件
RUAG Space是歐洲航空航天行業(yè)的領(lǐng)先設(shè)備供應(yīng)商，Altair 的產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)利用其先進(jìn)的拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)幫助瑞士蘇黎世RUAG Space公司設(shè)計(jì)和優(yōu)化了有史以來最長(zhǎng)的工業(yè)級(jí)3D打印航天部件之一。RUAG選擇了Altair產(chǎn)品開發(fā)部門對(duì)其3D打印流程的設(shè)計(jì)提供支持，因?yàn)锳ltair在開發(fā)和利用優(yōu)化技術(shù)方面具有豐富的專業(yè)知識(shí)。借助優(yōu)化方法，制造商可確定哪些材料在結(jié)構(gòu)中是必不可少的，而哪些材料在移除后不會(huì)對(duì)性能造成負(fù)面影響，并就此來減輕重量。通過優(yōu)化過程可確定理想的材料布局，而通過增材制造技術(shù)則可構(gòu)造出更接近這一理想設(shè)計(jì)的形狀。
天線支架的最終設(shè)計(jì)天線支架的仿真驅(qū)動(dòng)式設(shè)計(jì)流程
RUAG Space 首席技術(shù)官M(fèi)ichael Pavloff 先生說道：“我們的目標(biāo)是為未來的Sentinel-1衛(wèi)星配備由工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)制造的天線支架。3D打印技術(shù)蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)，目前我們正在開發(fā)其在航空航天領(lǐng)域的其他應(yīng)用。同時(shí)，我們將繼續(xù)在設(shè)計(jì)和優(yōu)化流程中使用 Altair的產(chǎn)品，以確保部件布局適合于3D打印。未來，使用3D打印機(jī)制造整個(gè)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)將有望成為現(xiàn)實(shí)。這意味著，電氣線束、反射器、加熱管等現(xiàn)在只能單獨(dú)制造的部件，在未來將能夠直接整合到結(jié)構(gòu)元件中。”
Altair優(yōu)化技術(shù)和增材制造的巧妙結(jié)合使輕量化設(shè)計(jì)上升到一個(gè)全新的高度，這種制造流程能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)高效的部件。由RUAG與Altair共同開發(fā)出的最終設(shè)計(jì)非常接近于優(yōu)化結(jié)果給出的理想設(shè)計(jì)方案。剛度更高、質(zhì)量更輕的部件極大程度地幫助減少了發(fā)射航天器和衛(wèi)星的成本。
