這些腦洞大開的設計開啟了3D打印潛力和產(chǎn)品附加值

增材制造（3D打印）可以從0到1的創(chuàng)造出一個前所未有的零部件，也可以對原有零部件進行再制造，為它們帶來新的附加價值，如：提升性能，縮小尺寸，集成式的功能，以及輕量化。3D打印具有如此的魅力與其背后精彩的設計方案密不可分，為增材制造而設計（DFAM）的全新設計思維是開啟3D打印潛力的鑰匙。然而骨感的現(xiàn)實是，大多數(shù)設計師是在傳統(tǒng)減材制造教育中成長的，受到原有制造文化所形成的抗拒力，將傳統(tǒng)設計思維轉(zhuǎn)換成為增材制造而設計的思維模式并不是一件簡單的事情。

所幸的是，設計師們正在為增材制造而設計進行努力，荷蘭2017年增材制造設計挑戰(zhàn)大賽匯聚了全球多個國家設計師的作品，這些作品都是設計師們在3D打印之路上探索的精華成果。

挑戰(zhàn)：功能集成、輕量化…
在2017年的挑戰(zhàn)賽中共有六個入圍的3D打印設計作品，它們應用于先進食品工藝、航空制造、汽車和高新科技行業(yè)。參賽的設計師分為兩個群體：專業(yè)組和學生組。

圖片：Lareka Confectionery Equipment設計的3D打印封口機臂

專業(yè)組的最終獲勝作品是荷蘭的糖果裝備公司Lareka Confectionery Equipment 團隊設計的3D打印封口機臂，這是一個巧克力棒包裝生產(chǎn)線中的機械部件，它是在原有部件基礎上進行再設計的，由于在原有設計基礎上減少了50個零件，并能夠?qū)崿F(xiàn)更好的溫度調(diào)節(jié)功能，這個設計將提升巧克力包裝的質(zhì)量。

圖片：諾丁漢大學學生設計的3D打印化油器

學生組的最終獲作品出自于英國諾丁漢大學的在校學生Cassidy Silbernagel的之手，Cassidy 同時也是上一屆挑戰(zhàn)賽學生組的獲勝者。Cassidy的獲勝設計作品是一件再設計的3D打印化油器。

3D科學谷了解到，這個作品在設計上的巧妙之處在于將移動結(jié)構(gòu)、浮動結(jié)構(gòu)以及輕量化的內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)集成在一起，并在不影響零件成型質(zhì)量的基礎上，對如何減少支撐結(jié)構(gòu)做了考量，這個細心的步驟有助于降低3D打印零部件后處理的難度。Cassidy所使用的晶格建模軟件， 讓設計流程變得更加容易和高效，大大減少了新產(chǎn)品開發(fā)的時間。

圖片：Cassidy 2016年獲勝的3D打印作品

在去年的挑戰(zhàn)賽中，Cassidy的獲勝作品是一件電動摩托車電機外殼，該設計將一個由8個組件組成的電機外殼優(yōu)化為一個整體式的輕量化零件，零件中還集成了布線通道和傳熱空間。

除了以上兩個獲獎作品，還有四個入圍決賽的3D打印設計作品：

圖片：專業(yè)組入圍作品

左圖：整體式熱交換器，設計師為德國西門子公司的 Christoph Kiener博士
右圖：定制化的微型無人機框架，由荷蘭設計師Michael van der Bent所設計

圖片：學生組入圍作品

左圖：超音速風洞測試模型，設計師為印度大學聯(lián)盟的學生團隊
右圖：工業(yè)機器人的輕量化部件，設計師來自俄國圣彼得堡工業(yè)大學

設計師們創(chuàng)造這些作品，離不開設計軟件和3D打印設備的支持，參賽設計師所使用的軟件包括：Altair 的CAE軟件（如：solidThinking Inspire）， 歐特克Netfabb 和Fusion 360 軟件。3D打印設備包括：FDM 3D打印機Ultimaker 和金屬3D打印機AddLab。

來源：3D科學谷
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