生成設計是一種模擬自然進化設計的計算設計方法。設計師將其設計目標和參數(shù)輸入到生成設計軟件中，該軟件使用云計算來探索和測試所有可能的解決方案，并為不起作用的方面生成替代方案。然后設計人員選擇最適合該項目的解決方案。工程公司Arup一直使用生成設計來創(chuàng)建輕量級、復雜的結(jié)構(gòu)，其最近的項目受到了很多關(guān)注。

Arup因悉尼歌劇院以及世界各地的其他幾個地標聞名遐邇，最近他們被要求為Hague的一條購物街設計三個大型時態(tài)結(jié)構(gòu)。與照明相結(jié)合的結(jié)構(gòu)稱為“城市吊燈”，共有1,600個將電纜連接到支柱的金屬節(jié)點。由于結(jié)構(gòu)的形狀不規(guī)則，大多數(shù)節(jié)點形狀不同。

為此，Arup不僅使用了該項目的生成設計，還實施了他們已經(jīng)融入其中的其他技術(shù)：3D打印。雖然3D打印已經(jīng)存在了一段時間，但它主要是3D打印混凝土。 3D打印的金屬結(jié)構(gòu)元素仍然是新的，而該技術(shù)使Arup能夠創(chuàng)建個性化的、不同設計的元素。

Arup在使用3D打印方面遇到了一些問題：總體而言，3D打印機構(gòu)建室仍然相對較小，打印1600個是一個緩慢的過程。此外，費用也很高，監(jiān)管也是一個問題。施工安全標準仍然不允許3D打印金屬部件處于關(guān)鍵位置。所以，Arup開始研究如何使用3D打印的好處，并減輕其缺點。

該公司與3Dealise（一家服務部門）合作。3Dealise主要為客戶使用3D打印和掃描、逆向工程和快速制造等技術(shù)設計產(chǎn)品。在其他設備中，3Dealise擁有一臺巨型沙3D打印機，來自ExOne的S-Max，并將其用于3D打印其中一個節(jié)點的模具。然后，他們與鑄造廠合作，采用混合方式生產(chǎn)鑄件，將3D打印的優(yōu)勢（如設計自由度、準確性和較短的交貨時間）與傳統(tǒng)制造的優(yōu)勢（例如生產(chǎn)大件物品和監(jiān)管的預批準能力）相結(jié)合。

3Dealise和Arup使用的過程顯示了幾個好處：混合方法在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可行的，與傳統(tǒng)的設計方法相比，生成設計方法將重量減輕了75％。與金屬3D打印相比，交貨時間更快、成本更低，而且使用更少的材料，更加可持續(xù)。

“目前，正在發(fā)生一個有趣的轉(zhuǎn)變。最初的重點是打印最終產(chǎn)品，而3D打印正處于生產(chǎn)過程的早期應用階段，”Arup高級設計師SaloméGaljaard說。 “目的是充分利用3D打印的優(yōu)勢，而不會在生產(chǎn)中仍然考慮所受到的限制。”

該項目對于3Dealise來說也是一個挑戰(zhàn)。由于節(jié)點生成設計的復雜性，常規(guī)的砂模設計方法不能正常工作，所以公司發(fā)明了一種全新的砂模設計方法。這意味著必須在每個生產(chǎn)階段開發(fā)和實施流程變更。

“這個項目突出了兩個要點：首先，這種混合3D打印方法在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可行的，用于建筑行業(yè)的生成設計。”3Dealise公司的首席執(zhí)行官Roland Stapper表示：“而且沒有任何監(jiān)管障礙，所以在這個行業(yè)中，大部分的應用仍然沒有被停止?！?/span>

“第二，這種技術(shù)比直接金屬3D打印具有巨大的成本優(yōu)勢，特別是對于較大的產(chǎn)品。3D打印通常與相對較小的產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)，但3D打印的好處也可以在關(guān)鍵承載位置的一整套更大更重的金屬產(chǎn)品中被經(jīng)濟高效地使用。“

據(jù)悉，3Dealise為Arup生產(chǎn)的節(jié)點的副本將于9月26日至28日在伯明翰舉行的TCT展覽會上展出，感興趣的親可以前往G25展位觀看。

來源：3D虎