Maîtriser le design de treillis avec nTopology : solutions avancées pour la fabrication additive

Avec la croissance de la fabrication additive, il y a beaucoup d'engouement autour des treillis — structures composées de cellules unitaires répétitives. Auparavant impossibles à fabriquer, les treillis peuvent maintenant être exploités pour l'allègement, le remplacement de mousses, l'amélioration des transferts thermiques, l'esthétique, l'absorption des bruits et des chocs.

Avoir une machine capable de fabriquer des treillis est inutile sans un logiciel puissant pour les concevoir. Heureusement, l'innovation dans la modélisation avancée a beaucoup progressé. Une entreprise qui rend de nouvelles choses possibles est nTopology. Voici quelques façons dont leur logiciel nTop Platform peut faire passer votre flux de travail de treillis au niveau supérieur.

Modèle de calcul et interface

L'interface et le modèle de calcul de nTop contiennent de nombreuses fonctionnalités rendant le logiciel très efficace. Pour commencer, ils représentent la géométrie « implicitement » plutôt que paramétriquement. Alors que les modèles paramétriques sont construits à partir de caractéristiques géométriques, contraintes et relations, les modèles implicites sont représentés par un champ mathématique tridimensionnel continu, et les opérations CAO subséquentes sont exécutées en modifiant sa fonction représentative. Cela permet de créer rapidement et facilement des géométries complexes.

De plus, les fichiers sont extrêmement légers, ce qui signifie qu'ils se calculent et s'affichent rapidement. En outre, il est impossible d'avoir des erreurs de reconstruction après modification de caractéristiques « en amont » car chaque opération n'est qu'une modification de l'équation représentant son entrée. Les modèles paramétriques, par contraste, se « cassent » facilement quand des changements en amont font que des caractéristiques ultérieures ont des contraintes manquantes ou des références manquantes.

L'interface permet aussi de définir ses propres variables et créer des blocs personnalisés pour modifier facilement son modèle et même empaqueter des flux de travail pour les appliquer à d'autres pièces et fichiers. Par exemple, si je fais le même design en plusieurs tailles, je peux simplement remplacer la pièce de base et toutes les opérations subséquentes se réappliqueront. Je pourrais aussi créer un bloc personnalisé n'affichant que les paramètres clés et générant une sortie prescrite. Si je devais treiller un million de pièces similaires, j'écrirais même un script Python pour automatiser le traitement par lots.

Cette agilité est particulièrement utile pour le treillis ; novices comme experts, il faut souvent expérimenter et affiner pour calibrer les treillis pour l'imprimabilité et la fonctionnalité. Les animations ci-dessous montrent la rapidité pour changer différents paramètres de votre treillis.

De plus, si vous modifiez la CAO de base dans vos autres logiciels de modélisation, vous pouvez insérer la nouvelle pièce et tout le flux de travail se réapplique à la géométrie révisée. Cela permet d'avancer vite et de se concentrer sur le design plutôt que de reconstruire le modèle à chaque itération.

Design piloté par champs

Une autre fonctionnalité puissante de nTop est la capacité de manipuler la géométrie à l'aide de données : autres géométries, données importées, ou résultats de simulation. Prenez ce bloc avec deux trous. Pour les renforcer, vous pouvez sélectionner les faces des trous pour faire varier l'épaisseur des poutres du treillis : plus épaisses au niveau des faces, ramenées à une épaisseur minimale à une distance définie des trous.

Il est aussi possible d'importer des jeux de données pour piloter la géométrie. Dans cet exemple, une carte de pression d'un pied est importée comme nuage de points pour augmenter l'épaisseur des poutres aux points de haute pression ou augmenter la densité de cellules unitaires. Le logiciel intègre aussi des capacités d'analyse par éléments finis (FEA) permettant de générer des données de simulation qui retro-alimentent le design. En passant du design informé par simulation au design piloté par simulation, les ingénieurs augmentent leur vitesse de conception et produisent des pièces plus performantes. Par exemple, le flux de travail ci-dessous permet la personnalisation de masse de semelles de chaussures ; l'importation de cartes de pression personnalisées génère rapidement des semelles treillissées uniques pour maximiser le confort.

Ces exemples ne font qu'effleurer la puissance de nTop. Chez Fast Radius, nous avons une équipe d'experts nTop, et serions ravis de vous aider à découvrir la puissance des logiciels de modélisation avancée pour vos applications. Contactez-nous pour démarrer.

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