3D打印為拓撲優(yōu)化軟件插上翅膀

寂靜天花板

重構(gòu)造型、以精確的方式布局材料、減輕重量、減少零件數(shù)量、降低制造成本和組裝要求-幾乎每個圍繞著這些話題的3D打印設(shè)計都與一家公司有關(guān)，那就是來自美國的Altair公司。 雷尼紹的山地自行車車架組件、Arup的建筑連接件、RUAG Space的天線支架、Thales Alenia Space合作的衛(wèi)星過濾器支架、voxeljet的汽車鋁合金輪架、VTT的液壓組件、APWorks的3D打印摩托車… …這些不勝枚舉的大牛作品都離不開Altair的軟件，仿佛忽如一夜春風(fēng)來，千樹萬樹梨花開， Altair成為3D打印設(shè)計領(lǐng)域的吸睛品牌。
: P- h9 W. m. f9 E究竟是什么原因使得Altair從眾多的三維建模與仿真軟件領(lǐng)域脫穎而出，并獲得3D 打印設(shè)備廠商與用戶的一致信任?尤其是考慮到大多數(shù)金屬增材制造廠商都分布在歐洲，他們是如何相互發(fā)現(xiàn)，并且不約而同地與世界各地的用戶連接到一起的？而隨著Altair在3D 打印業(yè)界的知名度上升，Altair又如何應(yīng)對競爭對手紛紛調(diào)轉(zhuǎn)船頭，對增材制造仿真的大舉進軍？面對中國市場，Altair如何把握機遇？
; F- H; p' D% V# ~5 XBAltair首席執(zhí)行官司rett Chouinard先后在Altair的工程、咨詢、管理等各種職位工作了20年，加入Altair公司之前，Brett曾在GE飛機發(fā)動機從事金屬和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計和分析。他擁有密歇根理工大學(xué)的學(xué)士學(xué)位和辛辛那提大學(xué)機械工程碩士學(xué)位，研究重點是機械工程與結(jié)構(gòu)仿真以及人體組織工程。
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如果說自1985年創(chuàng)立以來，Altair立足于市場的核心競爭力都基于仿真，那么Altair的拓撲優(yōu)化與仿真的結(jié)合為Altair衍生出了新層次、交叉領(lǐng)域的核心競爭力：仿生設(shè)計解決方案。在仿生設(shè)計解決方案中，Altair又集結(jié)構(gòu)優(yōu)化與晶格結(jié)構(gòu)的設(shè)計能力于一體，通過solidThinking整合拓撲優(yōu)化與網(wǎng)格結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得設(shè)計師可以輕松地通過拓撲優(yōu)化找到材料布局，再考慮更多的設(shè)計要求，包括應(yīng)力、屈服強度等通過晶格進行更精細程度的材料分配，達到設(shè)計的最優(yōu)化。
% |, l* L3 ~% R7 O$ P  `在工作中設(shè)計工程師會遇到很多挑戰(zhàn)，存在的痛點包括如何獲得最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形狀，如何將最優(yōu)的結(jié)構(gòu)形狀與最優(yōu)的產(chǎn)品性能相結(jié)合起來設(shè)計等。Altair的仿生設(shè)計軟件將這些難以協(xié)調(diào)和甚至是看起來相互矛盾的因素變得輕松和諧起來。
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: ?( b; P7 H! z2 z# _' b) o/ IBrett認為Altair的拓撲優(yōu)化技術(shù)被3D打印行業(yè)不約而同地使用這一現(xiàn)象對于Altair來說是水到渠成的。因為Altair在1993年開發(fā)的拓撲優(yōu)化技術(shù)，已被幾千家來自不同行業(yè)的用戶所使用，包括鑄造、模具、工程機械等行業(yè)。而當(dāng)3D打印技術(shù)走向主流制造技術(shù)的時候，Altair的拓撲優(yōu)化技術(shù)在市場上已經(jīng)有了20多年的積累和品牌聲譽，可以說市場上對于Altair技術(shù)的全面擁抱來源于 Altair的多年積淀。
眾所周知，產(chǎn)品當(dāng)從市場的需求出發(fā)，市場的需求來自于市場的痛點，從解決3D 打印設(shè)計的需求來看，Altair的拓撲優(yōu)化技術(shù)是3D打印設(shè)計理想的選擇，Brett也用ideal這個詞來形容這兩者的契合程度。Altair在20多年前開發(fā)拓撲優(yōu)化技術(shù)的時候，3D 打印制造工藝還不夠成熟。而這20年來，Altair的拓撲優(yōu)化技術(shù)也因為沒有遇到最適合它的制造技術(shù)，而一直處于被市場聲音掩蓋的狀態(tài)中。如今，當(dāng)3D打印與之相遇，不僅激發(fā)了3D打印的潛能，也無疑給拓撲優(yōu)化技術(shù)插上了騰飛的翅膀。
- g( |( x( p* p0 B" F8 _這樣的機緣也讓Brett感到很興奮，尤其是對于solidThinking這一產(chǎn)品品牌來說，隨著3D打印轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N嚴格意義上的制造技術(shù)，越來越多業(yè)界的目光投入到這一領(lǐng)域，solidThinking憑借著在3D打印行業(yè)有口皆碑的經(jīng)典案例，獲得了眾多媒體的爭相報道：Altair的拓撲優(yōu)化技術(shù)與仿真技術(shù)結(jié)合，使得設(shè)計師只需要給出載荷和工況，軟件將提供最高效能的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
5 p& j- G6 L* A( D7 w) e* e! ]做好自己面對競爭的最好方式
6 X* i# o/ G/ J3 U% q* W談到競爭，Brett幽默地說3D打印不僅僅給Altair插上了騰飛的翅膀，也給很多其他企業(yè)插上了翅膀。而面對競爭的最好方式就是做好自己，始終從市場的需求出發(fā)，做用戶的合作伙伴。
和業(yè)內(nèi)其它公司相比，Altair的獨特之處是其產(chǎn)品線之間的相互支持，相輔相成，這使得Altair面對競爭的時候，可以不慌不亂。就在2016年9月，Altair還收購了真實感渲染和可視化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者 Solid Iris Technologies公司用以為產(chǎn)品設(shè)計提供照片級渲染解決方案。
在3D打印領(lǐng)域，solidThinking最出名的兩款軟件是Insprie和 Evolve。Inspire不僅集成了強大的拓撲優(yōu)化技術(shù)，還可以無縫對接其他的CAD軟件，使得設(shè)計師不需要懂得復(fù)雜的CAE知識就可以達到高效的建模水平。Evolve則提供了一個高度融合的三維建模和渲染環(huán)境，使得設(shè)計師更高效的對各種設(shè)計方案進行評估、研究以及可視化。
除了solidThinking Inspire, 和solidThinking Evolve, solidThinking旗下的軟件產(chǎn)品還包括：
Compose：為工程師、科學(xué)家和產(chǎn)品制造者進行包括矩陣分析、微分方程、信號分析和控制設(shè)計等各種數(shù)學(xué)運算提供高水準、基于矩陣的語言以及現(xiàn)代編程環(huán)境。
' J2 T7 `$ s7 L6 c5 M8 O, aActivate：幫助產(chǎn)品創(chuàng)造者、系統(tǒng)仿真和控制工程師在框圖環(huán)境下對多科目系統(tǒng)進行建模、仿真和優(yōu)化。
( c4 s7 r! x) M+ YEmbed：通過超強的“圖形轉(zhuǎn)代碼”能力幫助控制工程師和嵌入式開發(fā)者快速地為目標微處理器實施多速率控制系統(tǒng)。
' C6 C$ q3 [& M8 C% P. Z$ E做耕耘中國市場的有心人
談到中國市場的機遇與挑戰(zhàn)，Brett認為中國發(fā)展了多年的制造業(yè)，是世界制造的中心，3D打印在為其他的國家?guī)碇圃鞕C會的同時，也為中國創(chuàng)造了更多的機會。在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、分析、和機電一體化時代的當(dāng)下，正是因為機械、電子和控制系統(tǒng)的多學(xué)科交集，市場上對從自動駕駛汽車到可穿戴設(shè)備等各種應(yīng)用需求的出現(xiàn)，Altair的全系列產(chǎn)品為滿足這一大趨勢不斷推陳出新，相信憑借自身的實力，Altair在中國將迎來更多的機遇。
/ y4 M/ y! k" u8 z0 E) P, p談到市場對Altair產(chǎn)品的接受度，與我們經(jīng)常對國內(nèi)的教育持有的批判精神不同的是，Brett認為中國的教育和西方的方式的確是不一樣的，但中國有不少的人才，從事仿真領(lǐng)域的人才總的數(shù)量很多，只是因為總的需求量更大，所以顯得少，尤其這個領(lǐng)域的人才非常的好學(xué)，看到好的軟件心態(tài)都很開放，這使得Altair節(jié)約了那些需要煞費苦心地跟用戶溝通產(chǎn)品特點的時間。
當(dāng)然，與所有的軟件公司一樣，Altair也希望中國的企業(yè)能夠把軟件公司當(dāng)成緊密的合作伙伴而非簡單的供應(yīng)商來看，因為通過軟件及解決方案，企業(yè)獲得的是在市場上的持續(xù)競爭力，與軟件公司結(jié)成合作伙伴，從長期來看，企業(yè)獲得的利益更大。

面壁深功

真正3D打印發(fā)達起來，現(xiàn)有的3D軟件應(yīng)該都會被革命