Een 3D-geprinte schoen ontwerpen

Door Izzy de la Guardia, Application Engineer, Fast Radius

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op de blog van nTopology.

Als applicatie-ingenieur bij Fast Radius werk ik met klanten in verschillende sectoren - van consumentengoederen tot ruimtevaart - die additieve productie op productieniveau willen omarmen. 3D-printen heeft de productie mogelijk gemaakt van complexe structuren die voorheen niet haalbaar waren met conventionele productieprocessen. nTop is een pionier in een nieuw tijdperk van CAD-software die deze vooruitgang kan bijhouden, waardoor ontwerpers snel en gemakkelijk ongelooflijk complexe geometrie kunnen genereren.

We hebben gemerkt dat wanneer klanten beperkte ervaring met additieve productie hebben, hun geest wordt beperkt door de beperkingen van traditionele productiemethoden zoals spuitgieten en CNC-bewerkingen. Hoewel elk additief proces ook inherente beperkingen heeft, willen we onszelf en onze klanten ertoe aanzetten verder te denken dan conventionele ontwerpwijsheid om functionele en esthetische innovatie te stimuleren die wordt geboden door meer ontwerpvrijheid.

Dit kan worden geïllustreerd aan de hand van een interne ontwerpuitdaging die mijn team had om een ​​sneaker te maken die als één onderdeel kon worden bedrukt met behulp van een elastomeer materiaal op HP's Multi-Jet Fusion-technologie. Onze ontwerpworkflow laat zien hoe nTop een speeltuin kan zijn voor verkenning van industrieel ontwerp. We waren in staat om snel een breed scala aan ontwerpopties te genereren voor de verschillende componenten van een schoen - de tong, het bovenwerk van de schoen, de tussenzool en de zool - en verschillende ontwerppermutaties uit te proberen in een kwestie van minuten in plaats van de uren of dagen dat het zou zijn met traditionele parametrische of op mesh gebaseerde CAD-software.

nTop's rekenkracht

De rekenkracht van nTop blinkt uit in zijn vermogen om snel op maat gemaakte roosterstructuren te genereren. In het bovenste ontwerp van één schoen hebben we sferische velden gebruikt om de celafstand voor een voronoi-rooster te vergroten. Met deze techniek hebben ontwerpers diepgaande controle over zowel de esthetiek als de functionaliteit van hun producten.

De blokgebaseerde interface van nTop maakt het gemakkelijk om verschillende rooster- en TPMS-structuren in een bepaalde ontwerpruimte uit te proberen. U kunt variabelen zoals celgrootte en straaldikte definiëren om uw rooster gemakkelijk te bewerken. Omdat blokken onafhankelijk van elkaar zijn en geen lineaire modelboom, kunt u dezelfde geometrie door verschillende functies laten lopen en hoeft u zich geen zorgen te maken dat u helemaal opnieuw moet beginnen als u later van gedachten verandert.

nTop is datagestuurde software en we maken regelmatig gebruik van de eigenschappenblokken om direct feedback te krijgen over ons ontwerp. Voor de schoen hebben we een volumefractie van de TPMS-structuur over de totale ontwerpruimte berekend om een ​​idee te krijgen van de dichtheid van de tussenzool van de schoen. Dit blok informeert ons hoe latere parameterwijzigingen de stijfheid van de tussenzool beïnvloeden.

Voorbij roosters met nTop

Naast structurele roosters heeft nTop een verscheidenheid aan functies die complexe manipulatie van oppervlakken mogelijk maken. We hebben verschillende methoden gebruikt om de textuur van de schoenzool te onderzoeken. We hebben loopvlakken en tractie gecreëerd door blokken te combineren in de nTop-toolkit voor architectonisch materiaal. Een meer geavanceerde, aangepaste textuur werd gegenereerd door het oppervlak van de ontwerpruimte wiskundig te manipuleren met behulp van ons bedrijfslogo.

Nadat we een verscheidenheid aan opties voor elk van de schoencomponenten hadden gegenereerd, konden we de zichtbaarheid van elk van de componenten wijzigen om verschillende ontwerpcombinaties te visualiseren. Dit is een game-changer voor industriële ontwerpers die het belang kennen van snelle iteratie en het aantal ideeën om uiteindelijk een innovatief eindproduct van hogere kwaliteit te creëren.

Als u deze concepten in actie wilt zien, kunt u het webinar bekijken dat ik met nTop heb gedaan. U kunt ook het Fast Radius-resourcecentrum bezoeken om een ​​artikel te lezen dat ik heb geschreven over het gebruik van nTop voor roosterontwerp. Hier bij Fast Radius hebben we een team van nTop-experts. Neem contact met ons op als u denkt dat uw project baat kan hebben bij geavanceerde modellering.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?