????? 設計優化和增材制造業的可持續發展項目成立于2009年,是由英國的技術戰略委員會(現在被稱為創新英國-Innovate UK)所資助的。項目合作伙伴包括埃克塞特大學;Plunkett Associates快速成型公司;增材制造服務商3T RPD;軟件開發商Delcam和Simpleware;以及設備制造商EOS。項目的口號是“Making more with less”,該項目的目標是促進可持續發展和減少能源消耗,在設計和生產產品的過程中,通過策略性的減少材料達到輕量化的目的。
????? 自行車零件輕量化的課題是由Smart Aero技術提出來的,3D科學谷要強調的是項目的關鍵點在于減輕重量的同時,空氣動力學也是重要的考慮因素,實現更輕,更快的自行車設計和生產。項目成員經過幾次頭腦風暴會議,確定自行車輕量化項目的目標可以用兩部分設計策略實現:-減少外墻厚度,減少重量,優化空氣流量-通過內部的晶格結構一方面為閥桿的外蒙皮提供強度和支撐,另一方面進一步減輕重量。
????? 內部晶格的設計由Simpleware來主導。Simpleware是ScanIP軟件的開發商,當配備Simpleware + CAD模塊時,程序可以生成晶格點陣圖案填充框架結構。這種建模的好處是高度柔性,未來的類似形狀的建模都可以建立在這個基礎上,只需要很小的額外開發成本。
?????? Simpleware軟件創建的晶格可以自由調節的大小和填充的體積密度,然后再通過SolidWorks的有限元分析(FEA)幫助確定最佳的形狀、大小,通過調整內部晶格密度達到設定的物理載荷。太多的顛簸使得自行車關鍵件的剛度性能變得尤為關鍵,有些彎曲的設計是必要的,不僅增加剛性也增加了舒適感。通過EOS的設備將建模完成的自行車零部件打印出來,為了達到最好的剛性,使用了鈦金屬材料。這個項目的目的并非是通過增材制造來生產自行車,而是探索More with Less在實現高的機械性能同時又使用更少的材料方面的可行性。
??圖片和文字來源于3D科學谷
?