적층 제조의 잠재력 극대화

수상 경력에 빛나는 알테어의 최적화 기술은 향상된 제조 방법에 이상적인 효율적이고 유기적인 형태의 형상을 생성합니다. 적층 제조(AM)와 토폴로지 최적화를 결합해 설계의 자유와 창의성을 크게 확장함으로써 가능한 한 최적의 설계를 얻을 수 있습니다.

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토폴로지 최적화와 레이저 적층(AM) 결합 EADS가 적층 제조(ALM) 요소 설계에서 상당한 중량 감소를 달성할 수 있었던 것에는 옵티스트럭트의 도움이 있었습니다. Read the EADS Case Study
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솔리드씽킹 인스파이어 결과에 기반한 최초의 3D 프린트 금속 바이크 Renishaw의 제품 마케팅 엔지니어인 David Ewing이 적층 제조 기법을 사용하여 구현된 최초의 바이크에 솔리드씽킹 인스파이어를 적용한 사례를 소개합니다.



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알테어는 OEM, AM 장비 제조업체 및 AM 연구를 이끄는 회사와 긴밀히 협업하여 강력한 엔드투엔드 AM 프로세스를 개발해 왔습니다.
Quote
“옵티스트럭트를 사용하자 ALM 프로세스의 중량 절감 이점을 극대화할 수 있었습니다.”

–Jon Meyer

EADS Innovation Works


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갱도

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3D 평면형 위성 안태나 브라켓 설계(RUAG Space 제공) 항공우주용 브라켓 최적화 프로세스(EADS 제공) 비교: 원래 부품 대 최적화된 부품(EADS 제공) 최초의 3D 금속 프린팅 바이크(Renishaw 및 Empire Bikes 제공) EDAG의 상용차 설계 엔진 장착 브라켓(Sogeclair 제공)
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구조적 성능

적층 제조를 통해 기존의 제조 방법으로는 생산할 수 없는 매우 복잡한 구조물을 생성할 수 있습니다. 적층 제조(AM)를 사용하면 경량화 전략을 실현하고 이전과는 완전히 다른 향상된 구성품 성능을 경험할 수 있습니다.

적층 제조의 장점과 이점을 완전히 활용하고 적층 제조 방식이 제공하는 완벽한 경량화 및 성능 잠재력을 이용하려면 특히 다음과 같은 3가지 측면이 중요합니다.

  1. 구성품 사용 의도에 기반한 설계

  2. 기존 CAD 대신 직접 모델링

    • 이볼브는 유기적인 구조물을 실현할 수 있는 설계 자유를 제공합니다.

  3. 설계 가이드라인

    • 얼마나 폭넓은 설계의 자유를 갖고 있습니까? 건물 방향에 대한 돌출 각도 등 적층 제조의 기본 설계 규칙이 옵티스트럭트에 내장되어 있습니다.

이러한 접근 방식은 RUAG, EOS, EADS, Renishaw, Laser Zentrum Nord 등과 같은 여러 회사의 다양한 실용 사례와 사용 사례에서 입증되었습니다.

성능 개선을 위한 설계

알테어는 부품과 어셈블리를 식별할 수 있는 스크리닝 도구와 방법을 통해 고객을 지원합니다. 또한 알테어는 부품 수를 줄이고 엔지니어가 제조 시 가질 수 있는 자유 역량에 따라 성능을 개선하기 위한 설계를 할 수 있도록 기능적 통합을 지원합니다.

격자 구조

3D 프린팅의 독특한 기능은 속이 비어 있고 외부 형상이 복잡한 형상을 제조하는 능력인데 이 때 격자 구조라고 하는 미세한 셀을 이용합니다. 옵티스트럭트의 토폴로지 최적화는 이제 솔리드 및 격자 구조의 결합을 지원하도록 확장되었습니다. 격자 성능을 장력, 압축, 전단, 굽힘, 비틀림, 피로 수명 하에서 연구할 수 있습니다. 이 새로운 기술은 시장 내에서 독자적인 기능입니다.

토폴로지 최적화는 여러 산업에서 오랫동안 사용되어 혁신적이고 가벼우며 구조적으로 효율적인 디자인을 만드는 원동력이 되었습니다. 대부분의 경우 기존의 전통적인 방법으로는 자유로운 형상의 때로는 유기적인 결과를 제조하는 것이 어렵지만 3D-프린팅 기술을 사용하면 이야기가 달라집니다. 3D 프린팅은 그 형상에 별다른 제약이 없고 토폴로지 최적화도 동시에 실현할 수 있으므로 구조적인 무결성과 성능 특성을 살리면서도 다양한 창의적 표현이 가능합니다.

알테어는 Materialise 같은 협력업체와 함께 3D 프린팅용 데이터 전송의 효율을 높이는 데 주력하고 있습니다. 격자 구조에는 격자 셀이 수 십만 개까지 들어 있어 기존 STL 파일 전송으로는 심각한 병목 현상이 발생할 수 있습니다. Materialise가 만든 3–MaticSTL 같은 소프트웨어 패키지는 일정한 격자 구성요소를 개선해 3D 프린팅 공정의 다양한 요건을 수용함으로써 필요할 때 지원 구조를 만듭니다.

유체 및 열 성능

유압 밸브 블록, 터빈 블레이드, 열 교환기, 코어를 사용하는 사출 성형용 캐비티와 별도의 컨포멀 레이저 생성 냉각 채널을 사용하는 전용 요소가 아큐솔브 및 하이퍼스터디를 사용하여 개선됩니다. CFD 최적화를 통해 엄청난 성능 잠재력을 활용할 수 있습니다. 하이퍼메시의 변형 기능을 사용하여 시뮬레이션 모델에서 파라미터를 바로 설정할 수 있습니다.

이러한 접근 방식을 통해 시뮬레이션 소요 시간이 최소한으로 단축되고 변형을 신속하게 평가할 수 있으며 자동화된 최적화 프로세스를 통해 혁신을 창조할 수 있습니다.

보완 솔루션

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