3DEXPÉRIENCE Lattice Designer : une plongée technique approfondie

Le Plateforme 3DEXPÉRIENCE est l'outil de Dassault Systèmes qui centralise l'ensemble du processus d'ingénierie et de fabrication, de la conception à l'obsolescence. L'objectif de la plateforme est de faire du modèle 3D la source de référence pour toute information ou action concernant le produit au sein de l'entreprise.

Cela signifie qu'il y a une boucle fermée pour chaque étape du développement d'un produit. Spécifications, modèles conceptuels, prototypes, résultats de simulation, données de fabrication, etc. sont tous liés au même modèle de produit.

Dans ce contexte, Dassault Systèmes a développé un outil de conception de treillis pour la fabrication additive. Le webinaire ci-haut explique comment CATIA Conception en treillis Ce webinaire combine de manière unique les forces de nos outils de CAO traditionnels de représentation des limites (BREP) avec les nouveaux outils avancés de conception de champs de distance signés (SDF ou modélisation implicite). Outre les détails techniques, ce webinaire présente des démonstrations en temps réel de la conception de pièces en treillis.

Pourquoi Lattice Designer est-il important ?

3DEXPÉRIENCE Lattice Designer est unique pour plusieurs raisons :

1. Il crée des treillis de manière non destructive dans vos pièces.
   1. Il n'y a aucune dégradation d'un maillage et il conserve une associativité complète avec votre pièce conçue d'origine.
2. Il n’y a pas de chaises musicales en matière d’import/export.
   1. Si vous ajustez les dimensions de votre pièce d'origine, votre pièce en treillis sera automatiquement mise à jour en arrière-plan sans avoir à relancer Lattice Design.
   2. Vos pièces conçues pour la fabrication additive peuvent être validées, définies, gérées et fabriquées entièrement sur la plateforme.
   3. Si vous devez réviser votre conception, tout, depuis vos configurations de simulation jusqu'à la préparation des travaux d'impression, en passant par les dessins et la FAO, peut être mis à jour selon votre dernière révision.
3. Vous bénéficiez d'un contrôle paramétrique sur les épaisseurs de paroi et les paramètres de réseau, garantissant ainsi que les mêmes spécifications de réseau, quelle que soit la géométrie, produisent des résultats reproductibles.
   1. On peut même optimiser paramétriquement nos spécifications de réseau grâce à la simulation.

Dans les environnements où la reproductibilité, le respect des spécifications et la minimisation du temps de reprise entre les itérations sont essentiels, nous obtenons de nombreux avantages.

Que puis-je faire avec Lattice Designer ?

Concepteur de treillis est une licence unique, disponible séparément. Ses fonctionnalités peuvent aussi être étendues avec d'autres licences. 3DLicences (ou rôles) EXPÉRIENCE. Chaque version a sa propre section.

Concepteur de treillis tout seul

La licence Lattice Designer inclut plusieurs applications, toutes installées sur votre ordinateur Windows. Voici une capture d'écran de ce qui est inclus.

La plupart de ces applications sont conçues autour de la gestion des données et des normes, ainsi que d'outils d'import/export. Cette section se concentrera sur les outils de conception, Natural Shape et Lattice Design.

Forme naturelle

La forme naturelle est un excellent outil conçu pour créer des géométries le plus rapidement possible. Il s'agit d'un environnement d'édition directe, sans historique des fonctionnalités lors de la construction ou de la modification de votre conception.

La forme naturelle est extrêmement utile pour créer des designs simples ou préparer une pièce déjà conçue pour Impression 3DL'ajout de congés, la création de poches ou la modification des dimensions pour préparer l'usinage après l'impression sont des outils très simples à utiliser. Des fonctionnalités telles que les coquilles, les dépouillements, les raccords, les splines, les motifs et bien plus encore sont disponibles.

Même des outils avancés de manipulation de géométrie tels que le bombage, la déformation de maillage et la génération d'une courbe médiane entre deux arêtes ou courbes sont disponibles.

Que vous partiez de zéro ou que vous importiez un fichier, la première étape consiste à déterminer le « contexte industriel » – ce terme revient à se demander : « Fabriquons-nous des nanomachines ou des vaisseaux spatiaux ? » et attribuer les unités appropriées. Les recommandations concernant les pièces importées sont généralement assez précises.

Une fois dans l'outil, vous pouvez modifier les pièces à l'aide des menus contextuels pour déplacer les faces. Le panneau de droite vous offre un espace pour les cotes. L'esquisse est disponible et les surfaces sont automatiquement générées selon des contours fermés, ce qui simplifie grandement la création d'éléments de coupe pour le partitionnement des cavités en treillis.

Natural Shape est une application de conception robuste et des conceptions impressionnantes non basées sur l'historique peuvent être réalisées dans cet environnement de modélisation directe.

Une pièce importée sous forme naturelle

La même pièce importée préparée pour le treillis dans Lattice Designer

Concepteur de treillis

Cette application est la pièce maîtresse du rôle et vous permet de créer des treillis. Elle vous permet de créer vos propres cavités de treillis dans le rôle « Concepteur de treillis » ou de modifier les conceptions après avoir utilisé « Forme naturelle ».

Il existe une multitude de façons d'accomplir ces flux de travail, mais dans cet exemple, je voudrais souligner quelques concepts sur les fonctionnalités de Lattice Designer :

1. Le Assistant de conception de treillis est un flux de travail guidé qui vous permettra de créer vos treillis.
2. Dans l'assistant de conception de treillis, la documentation d'aide et les fonctionnalités de la barre d'actions, il existe des légendes pourVolumeFonctionnalités, telles que l'extrusion de volume et la fermeture de surface de volume. Contrairement à SOLIDWORKS et à de nombreux autres logiciels de CAO qui ne reconnaissent que les « solides » et les « surfaces », ces rôles CATIA reconnaissent également les volumes comme une entité distincte.
   1. Cela limite les types de fonctionnalités qui peuvent être appliquées à ces corps, ce qui est important à garder à l'esprit si vous choisissez d'étendre vos capacités de conception en treillis avec d'autres rôles CATIA.
   2. Volumes sont essentiellement des corps de surface multiples et peuvent être modifiés ou créés sous une forme naturelle.
   3. L'assistant de conception de treillis explicitement exige que les cavités pour le treillis soient définies comme des volumes et non comme des solides.
3. Lattice Design dispose d'outils d'esquisse de base, mais contrairement à Natural Shape, il dispose de la gamme complète de contraintes, etc.
4. Extrait multiple vous permet essentiellement de dupliquer des faces ou des surfaces à partir de corps de surface, de solides et de volumes pour définir des volumes de cavité en treillis.
5. Partition permet de découper des volumes avec des volumes ou d'autres surfaces pour définir des volumes de cavité en treillis.
   

   
   
   L'assistant de conception de treillis. Notez la spécification « Volumes des cavités »
   

Capacités

L'outil de conception de treillis permet de créer une variété de treillis de type barres et points, généralement définis par des structures cristallines. Ces derniers peuvent être générés sous forme de réseaux rectangulaires ou circulaires.

Sont également disponibles les surfaces minimales triplement périodiques (TPMS), les gyroïdes, Neovius, Fisher-Koch et autres.

Le flux de travail comprend la sélection d'un modèle, la sélection (ou la création) d'un ou plusieurs volumes de cavité, la définition de la structure du treillis volume par volume et la génération du treillis. Les utilisateurs peuvent éventuellement créer des informations conceptuelles pour en savoir plus sur les économies de poids.

Exemple de flux de travail

Cet exemple de flux de travail diffère de celui du webinaire, bien qu'ils utilisent la même partie de base. Il s'agit d'illustrer deux flux de travail parmi une variété. Concepteur de treillis le rôle nous permet d'utiliser !

À partir de l'exemple graphique de la section Forme naturelle, je vais reprendre cette partie en cours et créer le treillis. Après avoir cliqué sur Assistant de conception de treillis La première étape consiste à créer un ensemble de conceptions en treillis. Vous pouvez créer plusieurs ensembles de conceptions à partir d'une conception initiale si vous souhaitez explorer différentes structures ou paramètres de treillis.

La première étape de l'assistant de conception de treillis

Ensuite, suivez simplement les étapes de l'assistant de conception de treillis. Choisissez d'abord un motif en treillis.

En consultant l'arbre des spécifications, vous pouvez choisir parmi les ensembles Corps de pièce, Ensembles géométriques ou Ensembles géométriques ordonnés. En suivant mon flux de travail à la sortie de Natural Shape, je choisirai l'ensemble renommé en Corps de forme naturelle.

On peut voir que lorsque j'ai créé mon ensemble de conceptions Lattice, un corps a été ajouté à l'arbre des spécifications. Lorsque je sélectionne la conception, un corps « BodytoLattice » est ajouté en dessous.

À ce stade, je peux utiliser les fonctionnalités du Exploration de la conception en treillis onglet dans le Barre d'action au bas de l'écran pour définir une cavité. Actuellement, l'espace vide à l'intérieur du support est insuffisant pour définir un volume de cavité.

J'utiliserai les fonctionnalités de la barre d'action (surlignées en rouge) pour créer mon volume de cavité dans la zone verte.

Je vais créer un plan d'esquisse entre les plans supérieur et inférieur du support à l'aide de la commande Plan. Sur ce plan, je placerai une esquisse positionnée et projetterai les entités 3D des bords intérieurs du support et des cylindres définissant les parois des tubes. Les entités d'esquisse projetées sont rendues en jaune par défaut dans3DEXPÉRIENCE CATIArôles.

J'utiliserai ensuite la fonction d'extrusion volumique pour extruder le profil ci-dessus jusqu'au bas des chanfreins. Projet Éléments 3D et Jusqu'à l'élément conditions dans ces étapes, je veillerai à ce que si je modifie ma conception dans Natural Shape, elle mettra à jour mon treillis de manière associative.

Après les avoir créés, je peux maintenant définir les volumes des cavités. En cliquant sur Volumes de cavités bouton, je dois définir cette fonction d'extrusion de volume comme zone désirée pour le treillis.

À l'intérieur du Volumes de cavités commande, je vais cliquer + Cavité. Étant donné que ce volume va servir de pont entre des entités qui ne se touchent pas, je choisirai Par élément de couture dans les options déroulantes, puis le Volume bouton radio puisque celui-ci a été créé à l'aide du Extrusion de volume commandement.

Je vais frapper D'ACCORD Et travaillez sur mon concept de treillis ! Par défaut, le treillis propose une taille de maille unitaire. Pour cela, j'utiliserai la structure de treillis Bcc suggérée, avec une longueur de 5 mm et un rayon de barre de 0,5 mm. Si vous voulez utiliser un TPMS, vous pouvez cliquer sur l'option « TPMS ».

La boîte de dialogue Light Lattice présentera un aperçu de la cellule unitaire afin que je puisse avoir une idée avant que mon poste de travail ne commence à faire du travail lourd.

Une fois que j'ai frappéD'ACCORDLattice Design commencera à mettre à jour la topologie et fournira un aperçu. Cliquez sur le Informations sur le concept dans votre boîte de dialogue Assistant de conception de treillis pour voir une approximation des économies de poids.

Des économies de 51,62 % sont estimées, tous les détails peuvent être trouvés lorsqu'un matériau est appliqué une fois le treillis terminé.

Je peux finaliser ma conception de réseau et obtenir ma sortie polyédrique en appuyant sur le bouton Conception détaillée du treillis bouton.

La dernière boîte de dialogue vous demande d'indiquer votre affaissement de décimation, c'est-à-dire la rugosité de votre modèle, passant de NURBS à polyédrique. La valeur de lissage gère aussi la fidélité au modèle d'origine. Plus la valeur de lissage est élevée, plus le polyédrique s'écarte du modèle d'origine.

Plus les valeurs sont fines et lisses, plus le temps de traitement est long. Alors, gardez cela en tête lors de la création d'unités de démonstration ou de prototypes. J'ai défini mes options sur une précision extrême.

Une fois vos entrées définies, CATIA s'occupe du reste ! Voici le résultat final de ce workflow.

Extension de Lattice Designer avec des rôles supplémentaires

Lattice Designer est un outil extrêmement puissant en raison de ses fonctionnalités. Il génère des réseaux de haute qualité pouvant être déformés en réseaux polaires, voire en structures TPMS conformes avec des tailles et épaisseurs de cellules variables !

Au-delà de cela, vous disposez d'un large éventail de fonctionnalités que vous pouvez exploiter. Voici une courte liste : certains des rôles qui peuvent élargir vos capacités de conception de treillis.

Simulation

Commençant par Ingénieur en analyse structurelle SIMULIA, vous pouvez réaliser des études de conception non seulement sur vos pièces treillissées, mais aussi des simulations structurelles sur des pièces de conception traditionnelle. Avec le rôle d'ingénieur en analyse structurelle, vous pouvezoptimisez automatiquement et paramétriquement vos paramètres de réseauafin de gérer les charges anticipées que la pièce verra en utilisation.

Conception

Le domaine du design comprend une grande variété de rôles qui peuvent avoir un impact sur vos capacités :

Concepteur génératif axé sur les fonctions

Concepteur génératif axé sur les fonctions Il s'agit d'un poste d'entrée de gamme en conception générative. Ce poste offre des capacités de modélisation solides de base, des outils de surfaçage avancés et une conception générative basée sur des charges simulées.

De plus, les outils de surfaçage avancés dans ce rôle permettent une création de géométrie de volume de cavité plus avancée.

Concepteur mécanique et de formes et Ingénieur mécanique et de forme les rôles ont encore élargi les outils de revêtement dans un environnement d'ingénierie de pièces.

Ce rôle vous permet d'exploiter les formes conçues de manière générative et de les optimiser pour la fabrication additive. Combiner ces compétences de conception pour la fabrication additive (DFAM) avec Concepteur de treillis capacités, il simplifie considérablement la fabrication de pièces optimales.

Concepteur de scripts visuels

Le script visuel est un véritable terrier de lapin en matière de capacités de conception avancées, mais la plus pertinente est que lorsqu'un utilisateur possède les deux Conception en treillis et Concepteur de scripts visuels rôles dans lesquels ils peuvent concevoir leurs propres spécifications de treillis de poutres. Cela permet la création de mousses numériques pour des applications de filtration ou élastomères, et ses flux de travail peuvent être utilisés pour créer des opérateurs personnalisés de sorte que ces paramètres soient enregistrés pour une réutilisation rapide à l'avenir.

Remarque:Ce rôle extrêmement puissant utilise une interface très différente des autres outils, il s'agit d'une interface de script basée sur des nœuds.

Fabrication

Une fois les pièces conçues et validées, il faut les imprimer ! Ingénieur en fabrication additive et Spécialiste des lits de poudre sont deux rôles de préparation au travail dédiés à l'impression 3D.

Ces rôles peuvent tout prendre en charge, de l'imbrication 3D à l'étiquetage, en passant par les cages et les processeurs de fabrication directement connectés aux machines de fabrication additive. L'enregistrement de règles pour une réutilisation rapide et une répétabilité complète sur vos imprimantes 3D est essentiel pour garantir la perfection de vos pièces fabriquées par fabrication additive.

Conclusion

Il y a une tonne d'informations à assimiler avec3DLes capacités de fabrication additive d'EXPERIENCE, et j'espère que cette introduction et cette présentation de Lattice Designer vous éclaireront sur ce point. Si vous avez des questions à ce sujet,3DEXPÉRIENCE Lattice Designer ou tout autre sujet abordé dans cet article, je vous encourage àContactez-nouset partagez ce que vous aimeriez accomplir afin qu'on puisse vous y amener !

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