Предложен способ структурного упрочнения объектов 3D-печати

3D-печать применяется для быстрого прототипирования в промышленности уже около 15 лет, но только недавние достижения сделали эту технологию достаточно практичной для более широкого круга приложений.

Сегодня 3D-принтеры значительно подешевели. Изготовить объемный образец по своей спецификации можно через Интернет и получить его по почте.

Удобство такого метода имеет и оборотную сторону: изготовленные послойно из пластика предметы, зачастую имеющие сложную форму с тонкими деталями, не отличаются высокой прочностью и легко разрушаются в точках концентрации напряжений.

Исследователи из Университета Пердью и Лаборатории продвинутых технологий компании Adobe совместно создали компьютерную программу, автоматически упрочняющую конструкцию объектов в процессе подготовки к печати.

Это ПО было представлено на августовской конференции по компьютерной графике SIGGRAPH 2012 и представляет собой облегченный структурный анализатор, который моделирует нагрузки в объекте применяя сеточный метод. Данный алгоритм не отличается высокой точностью, но и требует меньше компьютерных ресурсов, чем традиционный метод конечных элементов, используемый при проектировании ответственных деталей, таких как лопатки турбин.

В процессе структурного анализа выявляются наиболее вероятные позиции захвата — то, как объект будут держать в руках. На основании этого рассчитывается распределение напряжений и автоматически выбирается один из трех способов их уменьшения. Увеличение структурной прочности достигается добавлением распорок (ребер жесткости), увеличением толщины ключевых частей конструкции или ее разгрузкой — удалением лишней массы с созданием пустотелых элементов.

Оптимизация не только улучшает структуру объектов, но и снижает себестоимость их изготовления. По информации авторов метода, его применение позволяет добиться экономии до 80% моделирующего материала.

В дальнейшем новый алгоритм планируется доработать, что позволит его использовать для обсчета объемных конструкций, содержащих движущиеся компоненты.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365