研究人员开发出用于大规模3D打印的新型拓扑优化技术

来自列日大学和代尔夫特理工大学的一组研究人员开发了两种新型拓扑优化方法，专为大型3D打印部件而设计。

由于3D打印大型结构所需的喷嘴直径很大，因此零件的设计方式存在局限性。这通常使得将拓扑优化原则应用于大型构建变得非常棘手。将喷嘴尺寸限制直接纳入技术本身，研究人员相信他们的工作是第一个将拓扑优化的几何优势带入大幅面增材制造领域的工作。

该方法适用于大规模工艺，例如电弧增材制造 (WAAM)、定向能量沉积 (DED) 或混凝土增材制造。

特征分辨率与打印速度

大规模、基于沉积的 3D打印工艺使我们能够在不使用铸件和模具的情况下制造大规模的自由曲面结构。为了最大限度地缩短3D打印过程的持续时间，WAAM 和 DED 等技术通常可以最大限度地提高材料沉积率，从而提高打印速度。为了实现高吞吐量，使用相对较大的喷嘴尺寸并不少见，但不幸的是，这会降低3D打印部件的分辨率（后处理通常可以解决此问题）。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com

因此，大沉积速率也会使构建的其他领域变得复杂，例如刀具路径规划，其中3D打印部件的几何细节可能小于喷嘴的分辨率。如果不能选择使用较小的喷嘴尺寸，工程师通常会修改一些其他工艺参数，例如进给速度和行进速度，但是如果所讨论的构建特别大且速度很快，这会变得非常混乱。结构复杂。

因此，大型零件的设计通常仅限于离散数量的路径，如果要保持快速的打印速度，这使得拓扑优化极其困难。据该团队称，目前还没有任何可靠的大型复杂零件拓扑优化方法。

该研究的更多细节可以在题为“大规模增材制造的拓扑优化：生成适合沉积喷嘴尺寸的设计”的研究中找到。