CAD-модель для 3D-печати из нескольких материалов
Использование различных (классифицированных) материалов позволяет лучше спроектировать и сконструировать компоненты для их предполагаемого назначения, например, с помощью трехмерной печати из нескольких материалов. Создание моделей САПР с локально изменяющимися свойствами сложно и требует много времени. По этой причине исследователи из Fraunhofer IGD разработали программное решение для элегантного и интуитивно понятного определения градиентов материалов на моделях САПР и, таким образом, для реализации очень сложных спецификаций компонентов.
По сравнению с традиционными технологиями, аддитивное производство (AM) дает больше свободы при проектировании. Можно создавать новые формы, интегрировать функции в формы и комбинировать различные материалы - все в одном процессе печати. Использование нескольких материалов и, в частности, их комбинирование в несколько материалов становится все более важным для промышленности. Аддитивное производство привело к появлению функционально дифференцированных материалов, свойства которых постепенно меняются в одном или даже нескольких пространственных направлениях или в соответствии с геометрией / нагрузками компонента. Это изменение достигается путем изменения состава материала или параметров процесса в процессе аддитивного производства, что позволяет при необходимости настраивать свойства материала внутри компонента.
С помощью программного обеспечения GraMMaCAD (Graded Multi-Material CAD) Институт исследований компьютерной графики им. Фраунгофера IGD предоставляет промышленности инструмент САПР, который может помочь в интерактивном определении распределения материалов и прогрессии при разработке виртуальных изделий.
До сих пор определение локально изменяющихся свойств на моделях САПР было трудоемким и длительным процессом для дизайнеров, инженеров и поставщиков услуг 3D-печати. Не существовало элегантного решения для интерактивного и интуитивно понятного определения локально изменяющихся свойств. Традиционной практикой было либо разделение модели на подмодели, которым затем назначаются различные материалы, что обычно допускает только дискретные переходы материалов, либо назначение материалов с использованием изображений (текстур) на подготовительном этапе для 3D-печати с получением градации изменяя информацию о текстуре; геометрические изменения требовали принятия особых мер предосторожности или ручной корректировки.
Это вызвало вопрос: как можно с небольшими усилиями сгенерировать локально изменяющуюся материальную информацию в трехмерном компоненте?
Именно здесь на помощь приходит GraMMaCAD. Это программное обеспечение предназначено для интерактивного создания объемных распределений материала и градиентов с элегантной и удобной компоновкой интерактивного редактора изображений. Он начинается с модели САПР, созданной с помощью инструмента САПР. Решение Fraunhofer IGD поддерживает ряд популярных форматов САПР, таких как STEP, CATIA, JT, Pro / E и SolidWorks. Пользователи могут выбрать в GraMMaCAD один из трех подходов для создания распределения материалов в модели САПР. Первый подход позволяет выбрать одну или несколько поверхностей САПР модели. Второй подход формирует так называемые вспомогательные геометрии и позволяет пользователю выбирать, например, одну или несколько новых плоскостей. Первые две опции генерируют градиентную прогрессию материала, начиная с выбранных поверхностей, которые могут быть интерактивно изменены пользователем. Третий подход заключается в том, что пользователь назначает информацию о материале частям модели САПР и автоматически вычисляет (интерполирует) свойства материала между ними. В этом случае пользователю необходимо сначала разбить модель САПР на подкомпоненты с помощью программного обеспечения САПР, а затем либо назначить конкретный материал каждому подкомпоненту, либо объявить подкомпонент оцененным. Затем GraMMaCAD автоматически генерирует прогрессию материала, используя информацию об окружающей среде.
3D-принтеры, которые могут обрабатывать несколько различных материалов в ограниченном пространстве, такие как серии J7 и J8 от Stratasys, в принципе могут воплотить в жизнь градиентные модели САПР. Однако на рынок выходит все больше и больше 3D-принтеров из разных материалов.
Программный пакет GraMMaCAD (Graded Multi-Material CAD), разработанный Институтом компьютерной графики им. Фраунгофера IGD, предоставляет промышленности инструмент для легкого и легкого обогащения моделей CAD с помощью распределения материалов и градиентов в процессе разработки виртуального продукта.
Предоставление компонентов с функциональными градациями до сих пор не было установленной частью процесса проектирования, потому что, кроме обработки поверхности (например, закалки), почти не существовало производственных процессов, способных реализовать это. С появлением трехмерной печати из нескольких материалов ситуация меняется. Однако для дизайнеров, конструкторов и поставщиков услуг 3D-печати определение локально изменяющихся свойств в моделях САПР требует много времени. Для этого громоздкого процесса не существует элегантных решений, облегчающих интерактивное и интуитивно понятное определение локально изменяющихся свойств. Текущая практика заключается в том, чтобы либо разделить модель на подмодели, которым затем назначаются различные материалы, либо выполнить назначение материалов на основе изображений (текстур) на подготовительном этапе для 3D-печати.
Дополнительная информация на сайте https://www.igd.fraunhofer.de/en