Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, KARI (Korea Aerospace Research Institute) đã áp dụng thành công phần mềm Materialise 3-matic kết hợp với quy trình DfAM tạo cấu trúc lattice để giảm trọng lượng và tăng độ bền cho các bộ phận quan trọng, mang lại giải pháp hiệu quả cho in 3D.
Giới thiệu về phần mềm 3D 3-matic
Trong lĩnh vực thiết kế và in 3D, phần mềm Materialise 3-matic nổi bật nhờ khả năng tối ưu hóa và kiểm soát thiết kế của các cấu trúc phức tạp như lattice structure (cấu trúc mạng lưới). Phần mềm này không chỉ hỗ trợ tạo các mô hình 3D có độ chính xác cao mà còn giúp các kỹ sư chuyển đổi thiết kế thành tệp STL sẵn sàng cho in 3D, đặc biệt là khi ứng dụng vào các ngành yêu cầu khắt khe như hàng không vũ trụ.
Lattice Structure – Giải pháp giảm trọng lượng hiệu quả
Lattice structure là cấu trúc lưới giúp giảm trọng lượng của các bộ phận mà vẫn giữ được độ bền và tính ổn định. Trong công nghệ in 3D, lattice được sử dụng để giảm thiểu lượng vật liệu tiêu thụ mà không ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm. Cấu trúc này đặc biệt quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ, nơi yêu cầu các chi tiết nhẹ hơn nhưng vẫn phải đáp ứng được yêu cầu chịu lực và an toàn.
Cấu trúc lattice tối ưu trọng lượng và vật liệu khi sản xuất các bộ phận cần độ chịu lực cao
Thách thức khi thiết kế Lattice Structure
Thách thức 1: Tối ưu hóa Topology và bề mặt
Việc ứng dụng lattice structure đòi hỏi kỹ sư không chỉ phải tạo ra một cấu trúc nhẹ mà còn phải đảm bảo nó có thể in 3D được mà không làm mất đi tính toàn vẹn của cấu trúc. Đây là thách thức mà KARI gặp phải khi nghiên cứu và phát triển các bộ phận dùng cho bộ phận hạ cánh máy bay.
Trong một nghiên cứu trước, Tiến sĩ Kim Tae-wook, thuộc Ban Nghiên cứu Hàng không của KARI, đã sử dụng phần mềm Altair® OptiStruct để chuyển đổi các kết quả thử nghiệm mô phỏng thành mô hình 3D.
Sau đó, ông đã in thành công bộ phận với sự hỗ trợ từ một dịch vụ in bên ngoài. Tuy nhiên, khi tiếp tục nghiên cứu về việc giảm trọng lượng, tiến sĩ Kim đã đối mặt với thách thức tối ưu hóa topology và làm mịn bề mặt trong khi vẫn giữ được cấu trúc lattice.
Thách thức 2: Chuyển đổi sang tệp STL
Vấn đề thứ hai mà Tiến sĩ Kim gặp phải là khả năng chuyển đổi mô hình 3D sang tệp STL có thể in được. Mặc dù mô hình mới sử dụng cấu trúc lattice để giảm lượng vật liệu sử dụng, nhưng quá trình chuyển đổi gặp nhiều khó khăn. Khi tiến hành lặp lại mô phỏng của mô hình này, ông Kim nhận ra rằng cần tối ưu hóa thiết kế và đảm bảo tệp STL có thể in 3D kim loại được mà không làm vỡ cấu trúc lattice trong quá trình in.
Bộ phận hạ cánh máy bay in 3D kim loại đầu tiên của KARI
Trong khi cấu trúc kim loại đầu tiên của KARI khá đáng tin cậy, nhóm nghiên cứu vẫn muốn giảm trọng lượng thêm bằng cách tích hợp lattice structure. Tuy nhiên, việc chuyển đổi dữ liệu lattice thô thành tệp in được yêu cầu một giải pháp phần mềm giúp kiểm soát toàn bộ quá trình.
Đọc thêm về ứng dụng in 3D kim loại:
Ứng Dụng Của Máy In 3d Kim Loại Trong 4 Lĩnh Vực Hàng Đầu
In 3d Kim Loại: Cuộc Cách Mạng Trong Lĩnh Vực Y Tế
Tăng Gấp 4 Lần Hiệu Suất Bộ Trao Đổi Nhiệt Cho Trực Thăng Với Cấu Trúc Gyroid
Máy In 3D Kim Loại SLM 280: Bước Tiến Mới Trong Ngành Hàng Không Úc
Giải pháp: Materialise 3-matic và DfAM
Để giải quyết các thách thức này, KARI đã sử dụng Materialise 3-matic, một phần mềm chuyên dụng hỗ trợ DfAM. Phần mềm này cung cấp các tính năng nâng cao để tối ưu hóa quá trình thiết kế và đảm bảo rằng sản phẩm in ra có bề mặt mượt mà, tránh được các điểm yếu trong cấu trúc lattice.
Lợi ích khi sử dụng Materialise 3-matic
Tối ưu hóa Topology: 3-matic giúp tối ưu hóa hình học của mô hình, làm cho bề mặt trở nên mịn màng hơn và ngăn chặn tình trạng gãy vỡ khi in 3D.
Tạo tệp STL hoàn chỉnh: Phần mềm có khả năng chuyển đổi các mô hình lattice phức tạp thành tệp STL có thể in được, khắc phục các vấn đề về độ dày bề mặt và tránh sự tương tác giữa vật liệu hỗ trợ và lattice.
Kiểm soát chi tiết của lattice: Materialise 3-matic cho phép kiểm soát hoàn toàn cấu trúc lattice, tối ưu hóa khả năng in 3D của sản phẩm mà vẫn đảm bảo tính toàn vẹn cấu trúc.
Nhờ sự hỗ trợ từ 3-matic, nhóm nghiên cứu KARI đã thành công trong việc giảm trọng lượng các bộ phận của bộ phận hạ cánh máy bay, đồng thời duy trì tính ổn định của cấu trúc. Sản phẩm in 3D hoàn thiện không chỉ nhẹ hơn mà còn đáng tin cậy hơn so với các thiết kế trước đó.
Bộ phận hạ cánh máy bay được in 3D sau khi áp dụng cấu trúc lattice
Tìm hiểu thêm về phần mềm thiết kế mô phỏng 3D:
TOP 8 PHẦN MỀM THIẾT KẾ 3D TỐT NHẤT HIỆN NAY
BẬT MÍ 5 PHẦN MỀM MÔ PHỎNG IN 3D KIM LOẠI "BÁ ĐẠO" NHẤT HIỆN NAY
Kết quả ứng dụng 3-matic trong dự án hàng không vũ trụ
Việc sử dụng 3-matic không chỉ giúp KARI giảm thiểu thử nghiệm thông qua quy trình thử-sai mà còn giúp họ đạt được kết quả mong đợi trong thời gian ngắn hơn. Phần mềm này đã chứng minh tính hiệu quả trong việc tạo ra các bộ phận in 3D nhẹ và đáng tin cậy, đặc biệt là các sản phẩm phức tạp trong ngành hàng không vũ trụ.
Nhờ 3-matic, KARI không chỉ đạt được những bước tiến lớn trong việc giảm trọng lượng và tối ưu hóa thiết kế mà còn đảm bảo độ bền vững cho các sản phẩm in 3D. KARI đã rất ấn tượng với kết quả và đang tiến hành thêm các dự án mới sử dụng phần mềm này.
Bài viết gốc: KARI Optimizes and Converts 3D Lattice with Materialise 3-matic
Kết Luận
Materialise 3-matic là công cụ mạnh mẽ dành cho các kỹ sư và nhà thiết kế muốn ứng dụng công nghệ in 3D vào các dự án phức tạp, đặc biệt là trong lĩnh vực hàng không vũ trụ. Với khả năng tối ưu hóa thiết kế lattice và hỗ trợ chuyển đổi sang tệp STL, 3-matic đã trở thành giải pháp hoàn hảo giúp giảm trọng lượng, tăng tính ổn định và đảm bảo tính khả thi trong quá trình sản xuất.
Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp phần mềm thiết kế 3D để tối ưu hóa các cấu trúc lattice và in 3D một cách chính xác, Materialise 3-matic chắc chắn sẽ là lựa chọn hàng đầu.
Liên hệ Vinnotek ngay để được tư vấn và tìm kiếm giải pháp cho dự án thiết kế của bạn!
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
☎Số điện thoại: (+84)905300382
📩Email: sales@vinnotek.com
💻Website: https://vinnotek.com/
⚡LinkedIn: https://tinyurl.com/VINNOTEKlinkedin
⚡Facebook: https://tinyurl.com/VINNOTEK
