德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)研究員Michael稱贊一款軟件說(shuō)“我太喜歡PolyNURBS這個(gè)好用的功能了，它能讓我們快速獲取優(yōu)化結(jié)果和重建零件，并加速進(jìn)入制造階段。在過(guò)去，這始終是使用優(yōu)化技術(shù)時(shí)遇到的最困難的部分。我們不再需要使用多個(gè)逆向工程工具，現(xiàn)在可以在一個(gè)工具，即solidThinking Inspire中就可以做到?！?/p>

solidThinking Inspire為什么讓Michael如此印象深刻？原來(lái)，Michael通過(guò)Inspire基于增材制造方式重新設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向柱底座，將必要部件數(shù)量從四個(gè)減少為一個(gè)，節(jié)省了35%的重量（從500g減少至330g），新部件提升了5倍剛度，減少了50%的設(shè)計(jì)時(shí)間,使用新的制造流程，節(jié)省了90%的材料浪費(fèi)。

提升5倍剛度，節(jié)約90%的材料浪費(fèi)

一輛車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)會(huì)影響到整車的靈活性與穩(wěn)定性，對(duì)于高速行駛的賽車，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的穩(wěn)定表現(xiàn)會(huì)讓整車在比賽中更靈活的穿越各種彎道和障礙，進(jìn)而提高比賽成績(jī)。

Michael是德國(guó)德累斯頓工業(yè)大學(xué)的研究員，目前他的博士學(xué)位研究專注于增材制造/電子束熔融技術(shù)。除此之外，Michael還與德國(guó)Fraunhofer增材制造技術(shù)和先進(jìn)材料研究所（IFAM）合作密切。Fraunhofer IFAM是歐洲領(lǐng)先的粘合技術(shù)、材料科學(xué)和制造技術(shù)領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)之一。

Michael試圖尋找一個(gè)案例，應(yīng)用于他的研究報(bào)告。此時(shí)他回想起了曾經(jīng)參與學(xué)生方程式賽車隊(duì)時(shí)的經(jīng)歷。Michael說(shuō)，“我曾在一個(gè)方程式賽車隊(duì)中工作，并希望能夠幫助到德累斯頓大學(xué)的在校車隊(duì)。我請(qǐng)ELBFLORACE電動(dòng)方程式賽車隊(duì)推薦一個(gè)從事該項(xiàng)目的志愿者，以便深入合作?！庇纱耍琈ichael遇到了德累斯頓工業(yè)大學(xué)在校學(xué)生Lucas Hofman。

挑戰(zhàn)

Michael和Lucas一起，開(kāi)始在汽車上尋找一個(gè)最有重新設(shè)計(jì)必要的部件，并以增材制造/電子束熔融方式生產(chǎn)。最終，他們選定的部件是方程式賽車的轉(zhuǎn)向柱底座。Lucas指出，“當(dāng)前的轉(zhuǎn)向柱底座有四個(gè)不同的區(qū)域，彼此之間有著不同的角度。因此，用5軸銑床制造加工是非常困難。 目前生產(chǎn)這個(gè)部件的解決方案是由四個(gè)不同的銑削鋁部件組成，并以螺栓連接在一起。 我們還發(fā)現(xiàn)了一些其他有必要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)并可以增材制造技術(shù)生產(chǎn)的部件，比如立柱。但我們最終還是選擇了轉(zhuǎn)向柱底座。因?yàn)槲覀冇X(jué)得通過(guò)這個(gè)部分的改進(jìn)，可以做出最為顯著的性能提升和重量方案的改進(jìn)?！?/p>

解決方案

Michael和Lucas是以不同的方式了解到的solidThinking Inspire。Michael是在Euromold國(guó)際模具展中的研討會(huì)上首次接觸到了Inspire。而Lucas則是在大學(xué)生方程式賽車工作坊中了解到的這個(gè)工具。他倆立即被工具帶來(lái)的便利深深吸引。Michael指出，“我太喜歡PolyNURBS這個(gè)好用的功能了，它能讓我們快速獲取優(yōu)化結(jié)果和重建零件，并加速進(jìn)入制造階段。在過(guò)去，這始終是使用優(yōu)化技術(shù)時(shí)遇到的最困難的部分。我們不再需要使用多個(gè)逆向工程工具，現(xiàn)在可以在一個(gè)工具，即Inspire中就可以做到?！盡ichael和Lucas還注意到Inspire中還集成了分析工具，讓他們能模擬部件在真實(shí)世界中所受到的工況。

圖片：原始轉(zhuǎn)向柱組件

圖片:經(jīng)由Inspire進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果,來(lái)源Altair

由于是使用電子束熔融的方式生產(chǎn)部件，Michael和Lucas在設(shè)計(jì)部件時(shí)就有很大的自由度。 Michael指出：“電子束熔融與其他制造方法相比具有巨大的優(yōu)勢(shì)，我們的設(shè)計(jì)可以相當(dāng)自由，因?yàn)樵O(shè)計(jì)約束非常少?！痹谡莆樟薎nspire后，Michael和Lucas非常篤定的認(rèn)為，這是他們執(zhí)行優(yōu)化及精煉最終制造模型的最理想工具。Lucas指出：“Inspire拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)允許我們確定部件的理想材料布局，PolyNURBS工具使我們能夠極快地將模型從優(yōu)化階段轉(zhuǎn)換到制造階段。整個(gè)零件提煉過(guò)程只需要5-7小時(shí)，這實(shí)在是太快了！”

圖片：通過(guò)Inspire中的PolyNURBS功能重塑造型，來(lái)源Altair        

圖片：全新增材制造部件（后處理之前）

一旦根據(jù)Inspire優(yōu)化結(jié)果重新設(shè)計(jì)了新的部件，下一步就是將其制造出來(lái)了。這個(gè)階段團(tuán)隊(duì)與Franhaufer IFAM合作完成。這個(gè)過(guò)程使用的是Arcam A2X電子束熔融設(shè)備。Michael解釋說(shuō)，“部件的制造時(shí)間約為29小時(shí)，是用鈦合金制造的。電子束熔融技術(shù)對(duì)于這個(gè)過(guò)程非常重要，因?yàn)椴恍枰衿渌霾闹圃旆椒ㄒ粯犹砑雍芏嘀谓Y(jié)構(gòu)。在后處理結(jié)束之后，該部件重量為330g，比原始部件的500g輕了35％。如果沒(méi)有Inspire，這樣大幅的重量節(jié)省是不可能完成的。Inspire的拓?fù)鋬?yōu)化及其PolyNURBS工具令人印象非常深刻，它使我們能夠以極快的速度從優(yōu)化結(jié)果過(guò)渡到最終制造部件，我們一定會(huì)在未來(lái)更多地使用Inspire?！?/p>