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3-matic 3D列印優化軟體

一個好的3D設計通常開始於CAD設計、模擬結果或掃描資料。想要最大限度地發揮3D列印的潛力, 您需要一個可以直接在STL格式上進行設計修改和完善的工具。無論您需要一個功能性汽車部件,一個輕量化3D設計航空元件、一雙迷人的鞋子或是3D拓樸,Materialise 3D列印設計3-matic 軟體能讓您以前所未有的自由度優化您的設計,讓積層設計製造更加優化。

3D列印優化-3-matic介紹

出色的網路拓樸軟體,增材製造設計通常從CAD 設計、3D拓樸的優化及模擬或三維掃描資料作為輸入開始。為了充分展現3D 列印技術優勢,需要一款多功能工具在網格層級對設計進行修改。使用3-matic您可以清理粗略數據以進行模擬仿真或將網格轉換回CAD。此外,它還能透過創建3D 紋理、輕量化3D設計和流道結構來增強您的設計,為積層設計製造做好準備。

為什麼選擇3-matic?

  1. 享受自由設計、創造獨特或個性化的產品
  2. 輕量化3D設計節省材料、縮短列印時間並降低列印成本
  3. 改變和優化空氣動力學、聲學和緩衝性能,或增加抓力
  4. 巧妙使用紋理結構,避免人工繁重的後處理工作
  5. 強大的外部連結功能,連結多種模擬工具

為什麼要選擇3-matic 3D列印優化

通過3-matic進行3D列印優化

  • 直接在STL格式下修改設計進行3D列印優化
  • 將STL轉換回CAD
  • 生成紋理、圖案或孔洞
  • 創建輕量化、隨形或多孔結構
  • 光順拓樸優化後粗糙的零件表面,為模擬(FEA) 和3D列印做準備

電腦規格 3-matic 3D列印優化軟體
硬體需求 (最低)
Intel Core 2 Duo / AMD X2 AM2 or equivalent
4 GB RAM
DirectX 9.0c compliant graphics card with 512 MB RAM
5 GB free hard disk space
Resolution of 1280x1024
(專業版)
Third generation Core i5/i7 or equivalent
8 GB RAM
DirectX 10.0 compliant ATI Radeon/NVIDIA GeForce card with 1GB RAM
10 GB free hard disk space
Resolution of 1680x1050 or higher
系統軟體 (最低)
Windows Vista – 64bit
Internet Explorer 6
(專業版)
Windows 7 – 64bit
Internet Explorer 10

3D列印設計優化

3-matic是一款3D建模軟體,他能夠從網格層級優化和修改設計,並且使用CAD設計、掃描數據和3D拓樸優化模型作為開始。

3D拓樸優化後處理

3-matic可讓您光順3D拓樸優化後粗糙的原始表面。這樣可以避免文件轉換至CAD過程中複雜且任意的建模工作,也能防止有限元分析過程中出現更為複雜的情況和可能的集中應力。

紋理、圖案和穿孔

透過紋理模組不僅可以設計(重構)CAD、掃描和3D拓樸優化數據,還可以用極富美學性或功能性的紋理、圖案或孔洞應用到STL文件中的複雜3D形狀,提供您的設計品質,進一步增加積層設計製造的價值。使用3-matic可以更加輕鬆的在零件上生成紋理和結構,還可以在STL文件中執行結構設計操作,目前市面上其他軟體很難做到這一點。

- 繪製圖案和開孔 | 使用單個元素在零件表面重複陣列,得到精緻的3D圖案

3D列印優化-紋理圖案和穿孔

- 繪製3D紋理 | 輕鬆將貼圖轉換成3D紋理

3D列印優化-繪製紋理

3D列印優化-紋理結構流程圖

輕量化3D設計和多孔結構

透過設計不同的網格結構,可以用來增強抗壓能力,提供緩衝、提高孔隙率或者減輕您設計的重量。輕量化模組可讓您對內部實體或外部輪廓設計多種不同的陣列結構、隨形結構或無序結構,用戶也可自由地在零件上創建自己想要的結構,導入STL或者賦予需要的網格參數。在不轉成STL的情況下直接列印或有線元素分析。

3D列印優化-輕量化3D設計流程

將網格轉換成CAD

3-matic CAD Link模組輕鬆將網格文件轉換成CAD文件。這一轉換可識別您零件當中的分析形狀,生成完整參量文件,讓您無須從草圖開始設計。

實現工作流程自動化

Scripting模組可讓您實現自動化,加快處理速度並獲的更多控制功能。它配有Phthon API並可訪問3-matic對象和功能。該模組還擁有一個完整的控制台,包括自動補全功能和內置的易用腳本編輯器。

Texturing Module 紋理處理 | 有效為3D模型創建紋理、穿孔和圖案

3D列印優化-紋理處理模組

零件的外觀和觸感對於產品設計至關重要,利用3-matic 紋理處理模組,您可直接在STL 檔上高效地創建3D 紋理、穿孔和形成圖案(這個檔隨後便可利用RP/AM 技術列印出來)。此外,您可以靈活地快速更改和預覽3D 紋理組件,而不必與外部供應商共享您的設計。

Texturing紋理處理功能

  • 個性化您的設計
  • 增加摩擦力(抓地力)
  • 透過孔洞控制密度
  • 改善空氣動力學特性
  • 改變聲學特性

優點:

  • 通過基於切片的技術確保可列印性並避免STL 文件過大
  • 有效地處理高度複雜的表面
  • 完全掌控新紋理的創建及其在模型上的應用方式
  • 直接將紋理處理工作納入設計環節,無需進行後處理工作,進而縮短交付時間
  • 保證3D列印優化的機密性
  • 使用紋理降低列印部件中切片的可視性,最大限度地減少打磨工作,提高外觀的整體性

Lattice Module輕量化3D設計 | 打造更高強度、更多孔隙、更輕量化的3D列印內外結構

3D列印優化-輕量化3D設計

輕量化3D設計模組讓您可以在產品內部或表面自由創建網格結構,從而達到增強緩衝,增加孔隙率,或減小產品重量等目的,讓零件變得越來越複雜、更集成、更輕,同時滿足產品的性能要求。使用3-matic可以設計傳統CAD無法設計的複雜點鎮結構,還可在掌控輸出品質的情況下,在每個STL上加上想要的紋理效果。

Lattice輕量化3D設計功能:

  • 包含多種多孔結構設計的方式,包括基於單元體的均勻陣列、表面網格化、體網格化、隨機排列等,並對設計出來的網格進行清理、連接、調整網格大小和粗細。
  • 軟體可整體調節網格的疏密和粗細,使網格粗細整體一致,或均勻變化。
  • 使用FEA受力分析結果為參考,調整網格疏密分佈。
  • 軟體內可對設計好的多孔結構進行較精確的孔隙率計算。

優點:

  • 從多種創新結構設計中選擇(均一陣列結構、隨機陣列結構、面網格結構、四邊網格結構以及隨形變化結構)
  • 添加或設計自己的單元結構
  • 根據分析進行3D列印優化(和FEA軟體相接,幫助分析輕量化產品的強度,並根據需求更改結構的密度)
  • 確保列印成功(透過Materialise BP軟體的切片技術處理複雜的設計)

Scripting Module腳本編寫 | 實現工作流程自動化

實現工作流程自動化是節省時間並提高一致性和生產力的最佳選擇。Scripting 模組通過自動執行重複性工作,讓您有時間專注於更重要的任務。將工作流程整理後,您就能夠以高效的方式工作,將人為錯誤的風險降到最低並更快地完成工作。使用此模組可實現大規模定制:將您的工作從一個定制化設計擴展到10、20 甚至數百個設計,同時保留根據需要定制每個單獨設計的選項。Python 允許對與3-matic 交互的使用者介面進行定制,進而提供更加人性化和一致的用戶體驗。

Scripting 腳本編寫功能:

  • 創建自動化工作流程以節省時間
  • 大規模定制您的設計
  • 擴展您的研究
  • 為您量身訂製的3-matic

優點:

  • 在不同用戶之間獲得更加一致的結果
  • 避免人為錯誤
  • 執行更多設計迭代/變化
  • 創建可輕鬆進行擴展和調整的工作流程來應對未來專案

Import 集成式導入模組

通過“集成式導入模組”,您可為原生或非原生的CAD資料創建STL資料,包括IGES, VDA, Vrml, Catia V4, V5和V6, UG, Pro-E 和STEP文件。此外,還可為點雲資料提供導入和網格劃分功能。


CAD Link Module | 模組

3-matic CAD Link 模組讓您能夠輕鬆將文件恢復至CAD格式。該模組將分割工具和智能自動拆分功能組合起來,提供將STL 檔轉換成IGES 或STEP 的完整解決方案。該轉換包括一個特徵識別,這種識別可以將基本分析形狀通過正確的參數進行轉換,同時有機區域將被轉換成NURBS 以獲得全部的參數化設計。


Remesh Module | 重新畫分網格

3D列印優化-零件輪廓光順處理

 

3-matic Remesh 重新劃分STL表面三角面片、面網格、體網格,輸出有限元分析的資料格式。根據FEA分析資料,在3-matic 對於點陣網格的粗細做局部調整,通過不同的自動和手動網格操作優化表面網格,控制部件表面三角部分的品質和大小。

Remesh 重新劃分網格功能:

  • 提供立體網格劃分功能,讓您能夠創建Tet4 和Tet10 立體網格
  • 這些表面網格和立體網格能夠以Fluent、Ansys、Abaqus、Comsol、Patran 和Nastran 檔案格式匯出
  • 3-matic 中設計的輕量化能夠以Abaqus 和Optistruct 檔案格式匯出,這樣您在列印前就能夠充分分析輕量化零件的結構完整性

透過輕量化結構對鈦合金航空器鑲嵌件減重66%

 3D列印優化應用案例_-3D拓樸優化和輕量化3D設計

  • 對於航空航太零件來說,任何重量的優化都是非常重要。而如何在減少重量並保持零件本身結構強度,這變得非常重要。
  • 本案例中的鑲嵌件是用於連接衛星上的零件, 需要很大的承重。傳統的設計中,是通過使用鋁合金或鈦合金做成整塊磚型,並且是完全實心的。
  • 透過使用3D拓樸優化和輕量化3D設計使零件重量從1454克減少至500克。
  • 同時,透過3D列印優化的減重設計可以解決原有設計中的熱塑性應力問題。通過結合模擬軟體以及3-matic 裡單元體的疏密程度重設計,有效減少應力對零件損耗以及提高負載平衡。

透過紋理處理對453個鞋底表面進行數位咬花鞋墊節省80%時間

3D列印優化應用案例-紋理處理

  • 鞋類製造商經常使用母模來鑄造鞋底。但現今大型鞋類製造商已不再為每種鞋底創建模具,而是3D打印鞋底。 如果採取手動為每個表面區域分配紋理需要大量時間且STL檔案會過大。
  • 本案例中的模型有453個表面,如此複雜精細的表面如果逐個進行紋理處理,耗時巨大,而使用3D列印優化的3-matic 軟體Mass Texturing模組只需一次點擊就可將上百個相同紋理的表面進行分組,並進行精確排列和紋理處理,可節省80%的時間。
  • 將紋理應用於模型會產生非常大的STL 文件,使其難以操作、存儲和傳輸。借助基於切片技術的MaterialiseBuild Processor ,由繁雜的三角面片生成中間STL 檔的步驟即可跳過,將所需幾何形狀直接在切片上生成,從而避免產生大量資料。

透過輕量化結構對鈦航空航太零件的重量減輕了63%

3D列印優化案例-3D拓樸優化和輕量化3D設計

  • GE航空了解3D列印技術可能對航空航天業產生巨大影響,不僅在供應鏈方面,而是在減輕重量方面,若飛機重量低意味著燃油成本也相較更低。
  • 為了減輕支架和支撐結構的重量以獲得堅固的輕質零件,借助3-matic 3D列印優化軟體以檢查哪些區域可以被蜂窩結構替換。它們使用較少的材料,同時保持所需的剛度。然後,測試最終設計中的應力累積,並檢查是否需要進行拓樸更改。經過這些模擬設計迭代後,支架的重量降低了63%。

透過輕量化3D設計使電動賽車持原有力學性能下變得更輕

3D列印優化案例-輕量化3D設計

  • 當您打算製造世界上最快的電動汽車時,重量的每一點優化都至關重要:因此InMotion研究了使用輕型3D列印叉臂(也稱為Y型接頭)進行懸架的想法。叉骨是通過叉骨將立柱連接到汽車底盤的部件。
  • 儘管鈦的比重很低,但Materialise的工程團隊還是建議將初始零件重量減輕。借助3-matic 3D列印優化軟體用蜂窩結構填充空心腔體的3D列印設計優化,使輕量化3D設計後更輕巧且不影響其強度,並與底盤的連接零件穩定輪子並承受力量。

透過3-matic 3D拓樸優化後處理功能,使飛機發動機支架更具吸引力

3D列印優化案例-3D拓樸設計

  • 代爾夫特大學的一名研究生希望使用拓撲優化來最小化飛機發動機支架的體積和重量。 但將優化的文件轉換回CAD格式花費的時間太長:直到他嘗試使用3-matic 3D列印優化軟體。
  • 引擎支架包含在原始STL文件中,透過3-matic對3D拓樸優化產生的粗糙表面進行平滑處理,帶來更好的質量和可製造性。
  • 將結構導出到NURBS或CAD文件,進行有限元分析(FEA)以分析強度,且NURBS導出至3-matic的CAD中是完全兼容性。
  • 3-matic Remesh模組提供將結構的表面網格轉換為體積網格的功能。驗證了所獲得的體積網格與設計相對應。

延伸閱讀:

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