當前，大多數有趣的增材制造設計（DfAM）仍然隱藏在保密協議之后。設計師從多種形式中尋找靈感，尤其是那些回到叛逆的童年懷舊時光的靈感。本期，3D科學谷與谷友通過重新構想滑板架的這一案例，來洞悉增材制造設計（DfAM）的將激情融入科技的魅力。

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創成式設計軟件/3D科學谷白皮書

根據安世亞太《案例探討慣性釋放工況下的拓撲優化方法》一文，拓撲優化技術存在的時間很長，但是由于拓撲優化得到的復雜設計無法通過傳統制造方法來實現，因此拓撲優化沒有得到廣泛的應用。但是通過增材制造可以解決拓撲優化后復雜結構的制造問題，因此拓撲優化技術越來越得到重視，開辟了一個全新的工程領域。

市場上的大多數滑板架都有非常相似的方形外觀，同樣的，拓撲優化為滑板架擁有更為炫酷的曲線外觀帶來了新的捷徑。

通常滑板架首選的軟件是 Rhino、maya 和 Grasshopper。設計師可以使用 SubD 工具在 Rhino 中對體量幾何體進行建模，以創建更加流暢和有機的初始實體形狀，并使用 Grasshopper 測試一些初步的拓撲優化和網格化。

根據安世亞太的《人工智能如何改變工業設計？》一文，隨著增材制造技術的進步，很多具有優秀性能的結構可以用在產品中。傳統CAD交互式建模方式很難畫出形狀復雜或不規則結構。nTopology 是目前CAD市場上比較智能化的軟件，它背后有很多算法，可以簡化用戶的建模過程，同時還可以用表格形式把多個算法串起來定義自己的設計工作流，供后續反復使用，以實現相同設計任務的自動化。

與傳統設計軟件不同，智能算法驅動的設計完全是動態的，無論是滿足幾何關系約束的運動，還是像真實物理世界的物體在力的作用下產生的運動或變形，都可以在設計過程中實現，過程中任意狀態的幾何模型都可以輸出。

根據同濟x特贊設計與人工智能實驗室范凌的《人工智能與設計的未來——2017設計與人工智能報告》的觀察分析：需求側的極度細分的趨勢需要供給側的人工智能來匹配；在線/連接/交互的趨勢從信息在線，經歷關系在線、物的在線，逐步發展為各類技能在線，最終將是心和腦的在線——人工智能/AI；伴隨著具有不可被取代的超細分技能的個體不斷涌現，平庸時代將會結束；未來的組織將是人/機交互的新組織，他們會把任務靈活地派發給外部人才，內部人才，或機器自動化地完成，通過建立機制把整個設計工作流程整合起來，實現最優的任務完成路徑。

下面回到nTopology，通過滑板架這一形象直觀的設計案例來體驗為何平庸時代將會結束，在滑板架的設計中，在開放空腔中通過nTopology的軟件戰略性地添加了一個集成的陀螺儀設計，這也有助于防止碎屑干擾車輪。

nTopology采用隱式建模技術，是一種基于數學函數或隱式模型的驅動式設計技術，使nTopology的設計流程具有高速度和可靠性。nTopology兼具CAD、CAE和CAM功能，可快速實現創成式設計、輕量化、拓撲優化等創新設計，輸出可用于增材制造的產品解決方案。在用于滑板架的設計中，可以將陀螺儀幾何體與底層結構混合，以創建雕刻外觀，這在傳統 3D 建模軟件中通常是不可能的。

nTop的隱式建模技術提供了一套新的工具，這些工具可以克服運行限制，同時描述具有不同材料特性的零件。強大的建模功能使工程師能夠自動化大量的工作流程，而這些工作流程以前需要人工干預才能進行固定裝置，包裝和實施支撐結構的設計。使用隱式建模可以輕松設計CAM輸出所需的輪廓，圖案填充或任何其他復雜的幾何形狀。

根據3D科學谷的了解，隱式建模帶來了以前無法實現的精細細節。可變厚度偏移，自動消除干擾，漸變的材料特性和位移映射紋理等。

通過nTopology的設計，結合3D打印，可以創造出令人驚艷的滑板架。

三個版本的惠普MJF 3D打印滑板框架：(1) 標準灰色版本，(2) 無縫大理石紋理，以及 (3) 使用隱式布爾方法創建獨特的雙色調圖案，展示這種建模技術在劃分網格方面的強大功能。

為了確保光滑的表面光潔度，每個零件的網格導出必須以非常高的分辨率完成，重疊盡可能小，以便正確應用顏色。最后一步是最后一次將幾何體帶回 Rhino 以應用最終顏色并導出到 3MF 文件。這種文件類型可以允許多個重疊的網格（具有不同的顏色）被3D打印出來。

根據3D科學谷的了解，3MF這種文件格式在壓縮幾何形狀方面更為復雜，可以將文件大小減少了大約 65%，并允許在導出文件中嵌入文件可追溯性，例如設計師的姓名和版權信息。

總之，隨著技術的日新月異，產品設計工程師需要與行業需求保持同步。由于先進制造技術的迅速發展，產品開發過程變得充滿挑戰。對產品進行定制以滿足功能需求的需求不斷增加，這引發了一場技術革命，使得所有工程學科中都達到了前所未有的復雜性水平。