看這個空氣/液體換熱器案例。
底層用一個叫PicoGK的開源幾何引擎,填充結(jié)構(gòu)、法蘭、螺栓、點陣加強筋,做成可以隨處調(diào)用的零件。
目前實現(xiàn)了兩件事,點陣填充和從總管出來的微通道分流。
做這件事的是個個人工程師。
他不在三維軟件里拉特征改尺寸,他在寫代碼,讓代碼自己長出換熱器。
事情的起點是一家叫LEAP71的公司,兩位創(chuàng)始人寫過一套叫《計算工程基礎(chǔ)》的博客,3D打印業(yè)內(nèi)挺有名。
核心想法很樸素。
工程師腦子里裝著大量經(jīng)驗,流體怎么走、熱量怎么傳、零件怎么裝配。
傳統(tǒng)流程里,這些經(jīng)驗每次都要在三維軟件里重新畫一遍。
改尺寸要重畫,換工況要重畫。
而算法時代應(yīng)該反過來。
把腦子里的知識寫成代碼,下次需要不同參數(shù)的換熱器,代碼自己生成。
一個領(lǐng)域的全部工程知識,可以封裝成一個軟件模型。
算法的代表作就是這么干的,專攻火箭鐘形噴管和燃燒室,輸入高層參數(shù),直接輸出可送進金屬打印機的幾何。
圖中這個項目叫Anima走的是同一條路,只是把領(lǐng)域換成了換熱器。
傳統(tǒng)三維軟件為什么干不了?
有人會問,參數(shù)化建模不就能做這件事嗎。
大部分不太行。
傳統(tǒng)三維軟件的幾何內(nèi)核是為人手交互式建模設(shè)計的,擅長拉伸、旋轉(zhuǎn)、布爾運算這類相對簡單的操作。
一旦碰上金屬3D打印才有的東西,點陣、三周期極小曲面、內(nèi)部多孔、連續(xù)變化的微通道,傳統(tǒng)內(nèi)核就吃力了。
文件巨大,運算崩潰,布爾失敗是常態(tài)。
PicoGK這個算法刻意做得小、穩(wěn)、快,開源,只暴露一組很小的指令集。
換熱器是金屬3D打印這幾年最火的應(yīng)用之一。
換熱效率和換熱面積強相關(guān),3D打印能做出傳統(tǒng)沖壓釬焊做不出來的復(fù)雜內(nèi)流道,價值能看見。
但行業(yè)里有個隱性瓶頸,軟件。
每家公司的設(shè)計能力都藏在幾個資深工程師的腦子里,換個工況就重畫。
未來希望AI算法能把幾何參數(shù)從用戶驅(qū)動改成數(shù)據(jù)驅(qū)動,讓換熱和流體計算的結(jié)果直接反喂到幾何生成。
換熱器只是個開頭。
凡是幾何復(fù)雜、參數(shù)多、又強烈依賴物理性能的零件,都適合走這條路。
火箭推進系統(tǒng)已經(jīng)有人在做了,下一個被點名的可能是燃燒器,噴油、霧化、燃燒效率全都跟內(nèi)部流道形狀強相關(guān)。
然后是渦輪葉片,氣動型面、內(nèi)部冷卻通道、表面氣膜孔。
再往外推,是那些今天連圖都不知道怎么畫的零件。
仿生結(jié)構(gòu)、聲學(xué)超材料、熱電耦合器件,這些東西的幾何復(fù)雜度已經(jīng)超出人手能駕馭的范圍,本來就只能靠算法生成。
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