Miba Sinter Austria GmbH在午餐时间内就创建了优化的轻量化设计

CAE大拿

通过创成式设计，半自动进行零件优化

今天，增材制造已经成为主流。全世界的制造中心都在进行讨论或者采用它，因此需要新的用于设计生成和优化的软件解决方案，来发现这种新制造工艺的潜力。 目前为止，利用人工来调整传统设计需要很大的工作量和专业知识。 借助MSC Software的MSC Apex Generative Design软件，使得这个过程变得更加容易了，并且借助半自动的工作流程，可以更便捷地创建新的设计。

快速优化（即使是简单零件）

“相比现有的优化解决方案和人工零件设计，MSC Apex Generative Design 2020工作流程的效率显著地提高了，可以节省大量的时间。”Generative Design部门总监Thomas Reiher博士说道， “通过大幅减少优化和开发时间，无论是对简单零件还是复杂模型的优化的帮助都很明显。” MSC Software与MIBA Sinter Austria GmbH（粉末冶金应用技术的领导者）的成功合作也表明，该方法经济、有效。

为了进行测试，Miba Sinter Austria GmbH决定对烧结炉上的铰链进行优化。 由于该零件为小批量生产，Miba认为增材制造技术为理想选择。传统意义上，对这类零件进行复杂的优化通常是耗时、耗资的，同时需要具有丰富技术经验的人工操作。但是在Miba使用MSC Apex Generative Design 2020进行优化之后，这种局限被完全打破，因为该软件帮助Miba在1小时内启动和完成整个的优化过程。

数分钟内构建模型

首先将已有的CAD数据导入MSC Apex Generative Design2020中。由于该软件集成了建模功能，因此只需点击几下鼠标就可以直接在软件内创建优化所需的设计和非设计区域。非设计区域即保持不变的位置。工程师可以定义几种不同的优化参数，得到各种优化的候选设计。最终，Miba Sinter Austria GmbH从中选择最优的设计方案。最后一步是输入最大应力目标，然后开始仿真。

实时更新的优化结果

一旦仿真过程开始，软件将在几秒钟内自动创建像素网格。由于像素网格分辨率是自动调整的，第一次优化迭代在几秒钟内就能完成，并且随着迭代的复杂度增加，像素网格开始自动细化，并放慢速度（每个网格最多几分钟）。值得一提的是，在优化过程中，所有中间迭代的结果都是可视且实时显示在用户界面中的。如果对某一中间的优化迭代结果不满意，Miba的工程师可以立即对模型进行修改。在优化过程中以图表的方式显示位移和质量信息，因此用户可以更直观的查看全局信息。并且，该创成式设计软件可以选择在显卡（GPU）上运行，也可以支持在服务器上进行远程求解，这功能进一步提高优化效率。

通过创成式设计探索设计空间

对于MIBA Sinter Austria GmbH的铰链优化结果，在三组不同的应力目标要求下，质量从76g减少到54g（减少了30%）。质量减少意味着原材料的使用量和生产时间大大减少，有效降低了生产成本。

Miba Sinter Austria GmbH的董事Martin Laher博士表示：“为了提高效益，有必要进行重新设计。 借助MSC Apex Generative Design 2020，我们实现了有效缩减3D打印的时间和成本，并且增材制造这一方法更具竞争力了。” 在普通工作站上，每个设计的计算时间仅为40分钟，因此即使经过1个小时的午餐休息时间，也可以应用该软件程序实现产品开发。

用于FEA验证和生产的集成工作流程

由于MSC软件在设计、仿真和制造之间具有良好的数据交互，因此设计结果可以转移到著名的FEM求解器MSC Nastran中进行验证，无需太多手动工作就可以立即对设计结果进行分析。由于MSC Apex Generative Design允许直接导入到Simufact Additive的生产仿真中，因此，可以根据3D打印的精确要求，对生成的轻量化设计进行优化。通过高效且精准的工作流程，结果表明，竖直放置进行打印时会出现收缩线，这结果有效指导了Miba工程师重新考虑打印设置。使用Simufact Additive，可以找到不同的打印位置（不仅能够防止收缩线，而且还降低了打印高度）。通过这一成功案例，Miba Sinter Austria GmbH相信，使用高效的数字化工具，即使是只有午休那么短的时间，也可以成为高产和富有创造力的时间。

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