Design eines 3D-gedruckten Schuhs

Von Izzy de la Guardia, Anwendungstechniker, Fast Radius

Dieser Artikel erschien ursprünglich im Blog von nTopology.

Als Anwendungstechniker bei Fast Radius arbeite ich mit Kunden aus allen Branchen zusammen – von Konsumgütern bis hin zur Luft- und Raumfahrt – mit dem Ziel, die additive Fertigung in Produktionsqualität zu nutzen. Der 3D-Druck hat die Herstellung komplexer Strukturen ermöglicht, die zuvor durch herkömmliche Herstellungsverfahren nicht erreichbar waren. nTop ist Wegbereiter einer neuen Ära der CAD-Software, die mit diesen Fortschritten Schritt halten kann und es Designern ermöglicht, unglaublich komplexe Geometrien schnell und einfach zu erstellen.

Wir haben festgestellt, dass Kunden mit begrenzter Erfahrung in der additiven Fertigung durch die Einschränkungen traditioneller Fertigungsmethoden wie Spritzguss und CNC-Bearbeitung eingeschränkt sind. Obwohl jeder additive Prozess auch inhärente Einschränkungen hat, möchten wir uns und unsere Kunden dazu drängen, über die herkömmliche Designweisheit hinauszudenken, um funktionale und ästhetische Innovationen voranzutreiben, die durch mehr Designfreiheit ermöglicht werden.

Dies kann durch eine interne Designherausforderung veranschaulicht werden, die mein Team hatte, um einen Sneaker zu entwickeln, der als ein Teil unter Verwendung eines elastomeren Materials mit der Multi-Jet Fusion-Technologie von HP gedruckt werden konnte. Unser Design-Workflow zeigt, wie nTop ein Spielplatz für die Erkundung von Industriedesign sein kann. Wir waren in der Lage, schnell eine große Bandbreite an Designoptionen für die verschiedenen Komponenten eines Schuhs zu generieren – die Zunge, das Schuhoberteil, die Zwischensohle und die Sohle – und verschiedene Designpermutationen innerhalb von Minuten statt Stunden oder Tagen auszuprobieren würde mit herkömmlicher parametrischer oder Mesh-basierter CAD-Software dauern.

Rechenleistung von nTop

Die Rechenleistung von nTop glänzt in seiner Fähigkeit, schnell maßgeschneiderte Gitterstrukturen zu generieren. Im Obermaterialdesign eines Schuhs haben wir kugelförmige Felder verwendet, um den Zellabstand für ein Voronoi-Gitter zu steuern. Diese Technik ermöglicht Designern eine umfassende Kontrolle über die Ästhetik und Funktionalität ihrer Produkte.

Die blockbasierte Schnittstelle von nTop macht es einfach, verschiedene Gitter- und TPMS-Strukturen in einem bestimmten Designbereich auszuprobieren. Sie können Variablen wie Zellengröße und Balkendicke definieren, um Ihr Gitter einfach zu bearbeiten. Da Blöcke voneinander unabhängig und kein linearer Modellbaum sind, können Sie dieselbe Geometrie durch verschiedene Funktionen laufen lassen und müssen sich keine Sorgen machen, dass Sie bei Null anfangen müssen, wenn Sie Ihre Meinung später ändern.

nTop ist eine datengesteuerte Software und wir verwenden häufig ihre Eigenschaftsblöcke, um sofortiges Feedback zu unserem Design zu erhalten. Für den Schuh haben wir einen Volumenanteil der TPMS-Struktur über den gesamten Designraum berechnet, um ein Gefühl für die Dichte der Schuhmittelsohle zu bekommen. Dieser Block informiert uns darüber, wie sich nachfolgende Parameteränderungen auf die Steifigkeit der Mittelsohle auswirken.

Mit nTop über Gitter hinausgehen

Über strukturelle Gitter hinaus verfügt nTop über eine Vielzahl von Funktionen, die eine komplexe Manipulation von Oberflächen ermöglichen. Wir haben verschiedene Methoden verwendet, um die Strukturierung der Schuhsohle zu untersuchen. Wir haben Laufflächen und Traktion geschaffen, indem wir Blöcke in nTops architektonischem Material-Toolkit kombiniert haben. Eine fortschrittlichere, benutzerdefinierte Textur wurde durch mathematische Manipulation der Oberfläche des Designbereichs mit unserem Firmenlogo generiert.

Nachdem wir eine Vielzahl von Optionen für jede der Schuhkomponenten generiert hatten, konnten wir die Sichtbarkeit für jede der Komponenten umschalten, um verschiedene Designkombinationen zu visualisieren. Dies ist ein Wendepunkt für Industriedesigner, die wissen, wie wichtig schnelle Iteration und Ideenmenge sind, um letztendlich ein qualitativ hochwertigeres, innovativeres Endprodukt zu schaffen.

Um diese Konzepte in Aktion zu sehen, sehen Sie sich bitte das Webinar an, das ich mit nTop durchgeführt habe. Sie können auch das Fast Radius-Ressourcenzentrum besuchen, um einen Artikel zu lesen, den ich über die Verwendung von nTop für das Gitterdesign geschrieben habe. Hier bei Fast Radius haben wir ein Team von nTop-Experten. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie der Meinung sind, dass Ihr Projekt von fortschrittlicher Modellierung profitieren könnte.

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