Топологическая оптимизация - инженерия Гауди

Вот как выглядит целостность технического знания.
Свободная топология и оптимизированный машиной набор средств изготовления детали. То, что я отчасти предсказывал в статье по 3Д-принтерам.


То, на что эволюция тратит миллионы лет, а человек достигает в полете вдохновения - стало результатом стандартной процедуры.
Снижается уровень напряжений в конструкции - деталь становится легче и меньше.
Но!
Перед нами не просто целевая деталь - которая соответствует нагрузкам, но не типостандартам прозводства "втулок-дежжателей". Эту деталь требуется применять на производстве, имеющем сходный уровень оптимизации.
Невозможно ноги борзой собаки приставить к ржавому "запорожцу". Ни собаки, ни машины из такого гибрида не получится.
Так и здесь:  рабочий не сможет опознать деталь, если только на ней не будет радиометки с пояснением (куда ставить, какой стороной).
Резко падает взаимозаменяемость деталей (в примере - именно специфичная деталь, опора для растяжек). Если левую деталь еще можно куда-то приспособить, то правую - в случае перемены функции, надо отправлять в металлолом...
Соответственно - рутину в проектном отделе должны на 90% брать компьютеры.
Тот проектный отдел, в котором я работал - не сможет потянуть такие вот специфические детали без автоматизации проектирования. Ни под каким видом не сможет.


Будущее ли за этим?
Да.
Лет через тридцать среднестатистический индустриальный пейзаж будет выглядеть как парадосальное сочетание  биотическо-топологических и старых "штаповано-токарных" форм.
Любой кризис, при наличии компьютеров и 3Д-принтеров, одной только экономией заставит перейти на подобные структуры.

Третья картинка - это снижение уровня напряжений.


Исходник - https://www.researchgate.net/publication/283634852_Optimizing_Structural_Building_Elements_in_Metal_by_using_Additive_Manufacturing
Навёл - Фрицморген


Ремонтировать такую штуку невозможно, тогда как вырванное ушко стандартной растяжки можно прихватить сваркой, будучи на Таймыре.
Прихватить сваркой можно и к напечатанной детали - металл там точно такой же.
Это что же за принтер такой, на котором печатается деталь с прочностью стальной детали со сплошным сварным швом?
Принтер печатающий по технологии Laser Direct Metal Deposition, формирует деталь, можно сказать, как раз непрерывным сварным швом.
Только мне кажется, что "красных" напряжений на новой детали стало больше?

Вопрос запаса прочности также актуален. Если при проектировании указали не все возможные точки соприкосновений - то столь ажурная конструкция сложится при резком ударе в нерасчетной точке.

Лет через тридцать-сорок, да, будущее может оказаться за этой веткой техноинженерной эволюции. Если не найдутся другие альтернативы:)
В сфере b2b печать металлами вполне уже присутствует. Судя по расширению спектра оборудования, расходников и услуг, снижению цен на все, а так же по озвученным потребностям и ожиданиям металлургов, печать металлами покажет, что из себя представляет, в ближайшее десятилетие.
Насколько я понимаю - на иллюстрации мы видим результат работы программы оптимизации топологии к печати, с учетом приложения рабочих нагрузок. Средний образец - промежуточный. Самый левый, по распределению нагрузок, несколько эффектвинее исходного образца и легче его на 75%, хотя и выглядит напрочь бесчеловечно.
Дежавю
Напомнили два анекдота из жизни.
Первый рассказал знакомый, по образованию архитектор, работает прорабом:-) У них на курсе арабы учились, один из них, как водится, получив дешевое качественное образование в России, уехал в Европу. Пришел на собеседование в компанию, все его конкуренты проекты с применением соответствующих программ и цветной печати представили, ну а он - как учили - на ватмане рейсфедером:-) С расчетами. Взяли его без всяких доп.собеседований.
Второй - моя бывшая коллега пришла к нам из проектной конторы. В наших проектных конторах много пожилых женщин, которыми, как правило, руководит какой-нибудь ушлый мужчина:-). Эта коллега - молоденькая девочка, критиковала "теток" за отсталость, она программу освоила быстрее и лучше. То, что критикуемые ею тетки знают как считать нагрузки без компьютера, ей не приходило в голову:-)
Както сложновато выглядит, как для простой растяжки.
Интиресно где будет красное при нештатных нагрузках.
Интересная эстетика, такие детали не предвидел ))
"Органический дизайн". :) Он же "Вороной", в честь Вороного Г.Ф. :).
Вообще-то для антенны важна не только механическая деформация. А расчет скин-токов для такой конструкции и паразитную емкость машина тоже производила?
Вы мне скажите, эта "печать" действительно сравнима по прочности со штампованной и сваренной стальной деталью? Физически как выглядит процесс "печати" стальной детали?
1. Для части нагрузок и работ - всё достаточно прочное. Насколько я понимаю, в авиационных двигателях уже используется часть деталей, полученных именно 3Д.

2. Слой порошка - проходит лазер, спекает, потом наносится новый слов - снова проходит лазер, спекает. Да, можно найти массу проблем (и находят). Но лично мне очень нравится возможность зонного вноса легирующих добавок - то есть марганец и никель могут подмешиваться в порошок именно там, где деталь будет испытывать соответствующую нагрузку.

3. Корабли и самолеты - вот где требуется экономия массы.
И получившийся порошковый металл хорошо держит ударные нагрузки, нагрузки на изгиб, отрыв и т. д.? Что-то сомнительно, что действительно нагруженные детали будут делать таким образом.