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

在這方面,豐田汽車(chē)設計了一款輕量化的3D打印汽車(chē)座椅,拓撲設計的座椅模型被輕量化汽車(chē)座椅轉換成STL3D打印文件。但是由于該文件非常龐大,為了進(jìn)行更有效的3D打印管理和輸出,對該文件進(jìn)行了進(jìn)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(gè)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(gè)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,節省大量的材料。最終,汽車(chē)座椅的減重高達72%,比上一代設計輕了18kg。

在這個(gè)應用案例中,3D打印技術(shù)與拓撲優(yōu)化設計的高度契合再一次體現出來(lái),座椅中復雜的僂空結構通過(guò)傳統制造工藝會(huì )面臨成本過(guò)高甚至是無(wú)法制造出來(lái)的問(wèn)題,3D打印技術(shù)順理成章地成為這個(gè)拓撲結構座椅的制造方式。