為確保汽車座椅在急剎車或碰撞時起到安全保護的作用,汽車座椅需要保留厚重的設計,但是該設計不能滿足汽車輕量化的要求和良好的散熱性能。豐田汽車針對這些問題,從拓撲優(yōu)化和3D打印技術入手,對汽車座椅的設計做了一些改變。

在這方面,豐田汽車設計了一款輕量化的3D打印汽車座椅,拓撲設計的座椅模型被輕量化汽車座椅轉(zhuǎn)換成STL3D打印文件。但是由于該文件非常龐大,為了進行更有效的3D打印管理和輸出,對該文件進行了進步的優(yōu)化。

第一步是使用magics軟件讀取與優(yōu)化座椅承重的密度,然后,使用3- matic軟件設計出一個全新的球休結構,以消除任何額外的邊懸空,并且單獨設計了一個彈性梁到座椅的支撐部分,以增加駕駛人員的舒適感。低重力密度區(qū)域的鏤空處理具有兩方面的益處。

一方面,創(chuàng)造了更好的散熱能力;另一方面,節(jié)省大量的材料。最終,汽車座椅的減重高達72%,比上一代設計輕了18kg。

在這個應用案例中,3D打印技術與拓撲優(yōu)化設計的高度契合再一次體現(xiàn)出來,座椅中復雜的僂空結構通過傳統(tǒng)制造工藝會面臨成本過高甚至是無法制造出來的問題,3D打印技術順理成章地成為這個拓撲結構座椅的制造方式。