3D打印通过数据驱动的设计获得

新加坡的研究人员说，对几何、拓扑、结构和材料数据的综合分析可用于优化3D打印产品的设计。利用数据，新加坡的科学家开发了一种简单的方法来优化3D打印产品的设计过程。他们在《ASME机械设计杂志》上发表了他们的发现。

增材制造（AM），也称为3D打印，是一种以逐层方式制造零件的过程。在常规制造过程中，设计人员的主要任务是定制设计以消除制造困难并最小化成本。

相反，增材制造具有更少的制造约束，同时为设计师提供了更多的设计自由。因此，设计师必须从几何，拓扑，结构和材料不同的数百万种设计方案中寻找最佳的设计方案。对于当前的设计方法和计算机辅助设计工具而言，由于缺乏快速探索和利用如此高维度的设计空间的能力，这可能是一项繁琐的任务。

为了解决这个问题，由新加坡科技设计大学（SUTD）的熊毅博士领导的研究人员提出了一种整体方法，该方法将数据驱动方法应用于AM产品设计过程的后续阶段的设计搜索和优化中。

首先，他们在设计探索过程中使用了简单且计算成本低廉的替代模型来近似和替代复杂的高保真工程分析模型。这使他们能够迅速缩小高维设计空间。接下来，他们基于优化的代理模型进行了设计优化，从而获得了一个最佳设计。

研究小组指出，脚踝支架在允许的运动范围内非常柔软，可以为患者提供舒适感。但是，一旦运动超出允许范围，支架就会变得足够坚硬，以保护使用者的关节免受极端载荷的影响。

“以前，由于常规制造的局限性，设计人员很难想象如此复杂的几何设计，但现在，使用AM可以轻松实现这种设计。我们的新方法使设计师能够接受AM的设计自由，而AM则是随着设计范式的转变而带来的，从而使他们能够创建更多的最佳产品。”