算法工程軟件Hyperganic Core助力零件設(shè)計過程，減少迭代次數(shù)減少成本！

2022年5月，南極熊獲悉，領(lǐng)先的3D打印機制造商EOS與工程設(shè)計軟件專家Hyperganic合作，改善3D打印航空部件的設(shè)計和性能。

兩家公司將把Hyperganic基于人工智能的算法工程軟件Hyperganic Core與EOS的激光粉末床融合3D打印機集成在一起。使EOS客戶能夠使用算法模型設(shè)計他們的空間推進組件，完全越過傳統(tǒng)的零件設(shè)計過程。這將大大簡化設(shè)計工作流程，允許在幾分鐘內(nèi)計算生成零件幾何形狀，并優(yōu)化啟動性能。

研究人員已經(jīng)使用Hyperganic Core設(shè)計了一個完整的火箭發(fā)動機，該發(fā)動機是在EOS機器上進行3D打印的。


△使用 Hyperganic Core 設(shè)計的3D打印氣釘火箭發(fā)動機。照片來自 EOS。

EOS 的創(chuàng)始人 Hans Langer 博士說：“作為一個不斷開拓的創(chuàng)新者，我們現(xiàn)在正與 Hyperganic合作，將AM 領(lǐng)域引入另一種范式轉(zhuǎn)變。這徹底改變了增材制造的設(shè)計流程，使增材制造成為從軟件生成的算法工程到數(shù)字制造的真正數(shù)字化方法。”

自由設(shè)計
增材制造技術(shù)為我們提供了以前僅使用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝無法實現(xiàn)的設(shè)計自由度。隨著3D打印的興起，現(xiàn)在可以制造具有復(fù)雜的內(nèi)部冷卻通道、晶格結(jié)構(gòu)和薄壁幾何形狀。然而，盡管自20世紀(jì)以來已經(jīng)取得了長足的進步，傳統(tǒng)的CAD軟件仍難以設(shè)計過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。這阻礙了工程師和設(shè)計師能快速地將想法轉(zhuǎn)化為可生產(chǎn)的零件、結(jié)構(gòu)或組件的過程。即使是對設(shè)計的微小更改也可能需要大量的手動改進，每次設(shè)計迭代都會增加項目的成本。

為了解決這些問題，3D打印行業(yè)現(xiàn)在可以使用衍生式設(shè)計和拓撲優(yōu)化程序。這些產(chǎn)品基于預(yù)先設(shè)定的參數(shù)和算法設(shè)計部件，將大部分繁重的工作交給“CPU”即可。

Hyperganic 首席執(zhí)行官 Lin Kayser 表示：“我們很高興與 EOS 合作開展這項行業(yè)首創(chuàng)的合作。算法工程在幾分鐘內(nèi)將想法轉(zhuǎn)化為設(shè)計，工程師設(shè)置規(guī)則，計算機生成結(jié)果。具體來說，相信太空推進領(lǐng)域?qū)�從算法工程中受益匪淺。”

3D打印的氣釘火箭發(fā)動機
Hyperganic Core 已經(jīng)在該領(lǐng)域證明了它的多功能性，此軟件被用于從頭開始計算設(shè)計氣釘火箭發(fā)動機。Aerospikes被認(rèn)為是一個工程奇跡，并以在各種高度保持其空氣動力學(xué)效率而聞名。

在短短幾天內(nèi)，Hyperganic Core 就制作了數(shù)百個可行的設(shè)計，其中一個是在EOS M 400-4系統(tǒng)上通過3D打印制造的。整體部件采用 Inconel 718 打印，具有零支撐結(jié)構(gòu)。然后，研究人員使用AI算法自動重新設(shè)計要在更大的AMCM M 4K系統(tǒng)上進行 3D 打印的部件，這一次發(fā)動機是使用沉淀硬化銅合金 CuCrZr 打印的。


△3D 打印火箭發(fā)動機特寫。照片來自 EOS。

航空航天領(lǐng)域的增材制造
2022年4月美國私營航空航天公司Launcher在NASA 斯坦尼斯航天中心成功完成了其3D打印 E-2 液體火箭發(fā)動機的另一個測試?yán)锍瘫�。該公司的火箭發(fā)動機首次實現(xiàn)了標(biāo)稱推力、壓力和氧化劑/燃料混合物比例，據(jù)報道，此發(fā)動機在試射 40 秒后處于“完美狀態(tài)”。


△發(fā)射器 E-2 推力室組件在美國宇航局斯坦尼斯航天中心的試驗臺上

NASA 開發(fā)了一種全新的金屬 3D 打印合金，專門設(shè)計用于高性能航空航天系統(tǒng)。GRX-810 結(jié)合了強度和耐用性，是氧化物彌散強化 (ODS) 合金的一個例子，據(jù)報道它可以承受超過 1090°C (2000°F) 的溫度。NASA 打算利用其最新的創(chuàng)新技術(shù)來 3D 打印渦輪發(fā)動機燃燒器等高溫部件。


△使用 GRX-810 打印的渦輪發(fā)動機燃燒器