1 tydzień temu
Projektowanie skomplikowanych kanałów wewnętrznych w druku 3D od lat wiązało się z koniecznością kompromisu między wytrzymałością mechaniczną a wydajnością przepływu płynów lub gazów. Szwajcarska firma Spherene zaprezentowała właśnie trzecią generację swojego oprogramowania, która ma szansę zrewolucjonizować sposób, w jaki myślimy o wypełnieniach typu lattice. Spherene V3 wprowadza technologię, która pozwala na płynne dostosowanie geometrii do kierunku przepływu, eliminując dotychczasowe ograniczenia technologiczne.
Ewolucja struktur ADMS
Sercem nowego rozwiązania jest opatentowana technologia Adaptive Density Minimal Surfaces (ADMS). W przeciwieństwie do tradycyjnych struktur siatkowych, które opierają się na powtarzalnych komórkach o stałym kształcie, ADMS tworzy ciągłe, adaptacyjne powierzchnie minimalne. System lokalnie dostosowuje grubość ścianek i rozmiar geometryczny, dopasowując się do zewnętrznych konturów części. Zapewnia to izotropowe adekwatności mechaniczne i znacznie większą przewidywalność zachowania materiału pod obciążeniem.
W wersji V3 inżynierowie zyskali potężne narzędzie w postaci sterowania geometrią dzięki pól wektorowych. Pozwala to na wprowadzanie kontrolowanej anizotropii bez przerywania ciągłości powierzchni, co jest najważniejsze dla zachowania integralności strukturalnej przy jednoczesnym odchudzaniu komponentu.
Optymalizacja pod kątem dynamiki płynów
Największą nowością w Spherene V3 jest moduł Flow ADMS, zaprojektowany specjalnie dla aplikacji związanych z przepływem cieczy i gazów. Tradycyjne wypełnienia typu gyroid często generują wysokie opory i nierównomierne ciśnienie wewnątrz kanałów. Flow ADMS rozwiązuje ten problem, tworząc geometrię zoptymalizowaną pod kątem minimalizacji strat energii. Dzięki możliwości definiowania preferowanych ścieżek przepływu, projektanci mogą radykalnie obniżyć opory tłoczenia.
Wstępne symulacje CFD (Computational Fluid Dynamics) przeprowadzane na wymiennikach ciepła wykazały, iż zastosowanie kierunkowego przepływu w strukturach ADMS pozwala obniżyć spadek ciśnienia o około 20% w porównaniu do standardowych wypełnień, przy zachowaniu tej samej wydajności termicznej. To otwiera zupełnie nowe możliwości w produkcji lekkich i wydajnych wymienników ciepła oraz komponentów hydraulicznych.
Od symulacji do gotowego wydruku
Spherene V3 stawia na praktyczne zastosowanie technologii addytywnych, wypełniając lukę między zaawansowaną symulacją a możliwościami produkcyjnymi. Dowodem na skuteczność tego podejścia jest SphereneHEX – projekt koncepcyjny integrujący kontrolę przepływu i rozpraszanie ciepła w jednej, monolitycznej strukturze. Choć precyzyjne parametry końcowe zależą od jakości druku i użytych materiałów, oprogramowanie znacząco przybliża inżynierów do realizacji projektów, które do tej pory były niemożliwe do wytworzenia.
Integracja z ekosystemami takimi jak Autodesk Netfabb czy innymi narzędziami CAD sprawia, iż generowanie złożonych struktur wewnętrznych staje się bardziej dostępne dla szerokiego grona specjalistów. W dobie mikrofabrykacji i rosnących wymagań wobec systemów chłodzenia w przemyśle lotniczym i kosmicznym, narzędzia takie jak Spherene V3 wyznaczają nowy standard w cyfrowym procesie projektowania dla technologii przyrostowych.
Źródło: spherene.io
