案例：基于增材制造技术重新设计液压歧管(2)

时间：2019-01-23 17:37 来源：南极熊作者：中国3D打印网阅读：次

基于增材制造重新设计 — 设计范围
增材制造技术允许更高的设计自由度，因此可基于该技术的特点调整组件结构，从而在组件几何空间不变的情况下减轻材料重量并改进功能。在重新设计组件的过程中，客户向雷尼绍提出了一些需要考虑的设计和功能要求:
几何形状
• 确定的连接端口
• 流动通道的内径
• 流动通道的壁厚
• 固定位置和接口

功能
客户的主要诉求是减轻组件重量，同时保持硬度和功能不变。雷尼绍设计工程师在基于AM的特点重新设计时也确认了这一设计范围，以便提高系统内流动通道的效率。

首次设计迭代
第一步是将零件解构成可提供液压歧管功能的必要通道。使用CAD(计算机辅助设计)软件将原始交叉钻孔设计的流动通道提取出来，并移除流动通道不需要的钻孔区域，只留下必要的管道网络。

随后，减少和简化每个液压管路，以便使用 SOLIDWORKS Flow Simulation(流体力学仿真) 工具进行分段计算流体力学 (CFD) 分析。
接下来，通过CFD分析确定液体流动不畅和停滞的区域后，对流动通道实施优化。

然后，根据此案例中客户提供的技术指标生成壁厚，当然也可以使用有限元分析 (FEA) 应力模型，基于CFD分析期间采集的压力读数来实现。

最后，设计永久支撑结构并将其添加到CAD几何形状中，创建一个高效的自承式结构。通常，支撑结构会在组件设计的最后阶段被添加到最终几何形状中，以便将零件固定到底板上并起到导热作用 — 但是，将支撑结构直接设计为组件的一部分，可以减少之后添加需要去除的支撑而带来的潜在的材料浪费。

首次设计迭代使歧管体积比原来减少了52%，同时流动效率提高了60%。

提取的流动通道截面有明显突兀的拐角

CFD分析示例突出显示扰流区域

(责任编辑：admin)

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