Concevoir une chaussure imprimée en 3D

Par Izzy de la Guardia, ingénieur d'application, Fast Radius

Cet article a initialement été publié sur le blog de nTopology.

En tant qu'ingénieur d'application chez Fast Radius, je travaille avec des clients de tous les secteurs - des biens de consommation à l'aérospatiale - qui cherchent à adopter la fabrication additive de qualité production. L'impression 3D a permis la production de structures complexes qui n'étaient pas réalisables auparavant par des procédés de fabrication conventionnels. nTop est le pionnier d'une nouvelle ère de logiciels de CAO capables de suivre ces avancées, permettant aux concepteurs de générer rapidement et facilement une géométrie incroyablement complexe.

Nous avons remarqué que lorsque les clients ont une expérience limitée de la fabrication additive, leur esprit est limité par les limites des méthodes de fabrication traditionnelles telles que le moulage par injection et l'usinage CNC. Bien que chaque processus additif ait également des limites inhérentes, nous visons à nous pousser, ainsi que nos clients, à penser au-delà de la sagesse de conception conventionnelle pour stimuler l'innovation fonctionnelle et esthétique offerte par une liberté de conception accrue.

Cela peut être illustré par un défi de conception interne que mon équipe a dû créer une sneaker qui pourrait être imprimée en une seule pièce à l'aide d'un matériau élastomère sur la technologie Multi-Jet Fusion de HP. Notre flux de travail de conception démontre comment nTop peut être un terrain de jeu pour l'exploration du design industriel. Nous avons pu générer rapidement un large éventail d'options de conception pour les différents composants d'une chaussure - la languette, la tige de la chaussure, la semelle intermédiaire et la semelle - et essayer différentes permutations de conception en quelques minutes plutôt qu'en heures ou en jours. prendrait avec un logiciel de CAO paramétrique ou maillage traditionnel.

La puissance de calcul de nTop

La puissance de calcul de nTop brille dans sa capacité à générer rapidement des structures en treillis sur mesure. Dans la conception supérieure d'une chaussure, nous avons utilisé des champs sphériques pour piloter l'espacement des cellules pour un réseau de voronoi. Cette technique permet aux concepteurs d'avoir un contrôle approfondi à la fois sur l'esthétique et la fonctionnalité de leurs produits.

L'interface basée sur les blocs de nTop facilite l'essai de différentes structures de treillis et TPMS dans un espace de conception donné. Vous pouvez définir des variables telles que la taille des cellules et l'épaisseur du faisceau pour modifier facilement votre réseau. Étant donné que les blocs sont indépendants les uns des autres et ne constituent pas un arbre de modèle linéaire, vous pouvez exécuter la même géométrie via différentes fonctions sans vous soucier de devoir recommencer à zéro si vous changez d'avis plus tard.

nTop est un logiciel piloté par les données et nous utilisons fréquemment ses blocs de propriétés pour obtenir un retour instantané sur notre conception. Pour la chaussure, nous avons calculé une fraction volumique de la structure TPMS sur l'espace de conception total pour avoir une idée de la densité de la semelle intermédiaire de la chaussure. Ce bloc nous informe de la manière dont les changements de paramètres ultérieurs affectent la rigidité de la semelle intermédiaire.

Aller au-delà des réseaux avec nTop

Au-delà des treillis structurels, nTop possède une variété de fonctionnalités qui permettent une manipulation complexe des surfaces. Nous avons utilisé plusieurs méthodes différentes pour explorer la texture de la semelle de la chaussure. Nous avons créé des bandes de roulement et une traction en combinant des blocs dans la boîte à outils de matériaux architecturés de nTop. Une texture personnalisée plus avancée a été générée en manipulant mathématiquement la surface de l'espace de conception à l'aide du logo de notre entreprise.

Une fois que nous avons généré une variété d'options pour chacun des composants de la chaussure, nous avons pu basculer la visibilité sur chacun des composants pour visualiser différentes combinaisons de conception. Cela change la donne pour les concepteurs industriels qui connaissent l'importance de l'itération rapide et de la quantité d'idées pour finalement créer un produit final de meilleure qualité et plus innovant.

Pour voir ces concepts en action, veuillez consulter le webinaire que j'ai fait avec nTop. Vous pouvez également visiter le centre de ressources Fast Radius pour lire un article que j'ai écrit sur l'utilisation de nTop pour la conception de treillis. Chez Fast Radius, nous avons une équipe d'experts nTop. Contactez-nous si vous pensez que votre projet pourrait bénéficier d'une modélisation avancée.

Prêt à fabriquer vos pièces avec Fast Radius ?

Commencez votre devis