教程｜用3DXpert设计国际竞赛获奖同款直升机热交换器
11.06.2023
想知道获得国际Cool Parts Show竞赛设计大奖的直升机热交换器优化方案是怎样制作的吗？Oqton 旗下软件3DXpert 和Amphyon赋能增材制造，跟着文末教程操作，你也可以设计同款！
什么是热交换器
热交换器是用来交换热量的部件。有些设备工作时会产生大量的热量，而这些多余的热量如若不能快速散去就会聚积起来产生高温，很可能会毁坏正在工作的设备。热交换器被广泛应用于汽车、航空航天、化工、发电厂、家用空调和电子设备等各个行业。
在先进的增材制造工艺技术的加持下，热交换器的设计流程也有了很多优化。
获奖直升机热交换器优化方案解析
这个方案首先对原本由12个部件组成的设计，改进为单个零件，并采用了内部Gyroid隐式模型和晶格填充以及表面翅片的结构，在进行了流体仿真验证使用效果后，将设计优化结果在Oqton旗下的Amphyon插件中进行成型仿真以确保打印一次成功。
基于增材制造思路设计的一体化成型热交换器，其体积仅为原始设计的一半，而其效能则提升了四倍，并且支持自支撑，减少不必要的支撑材料使用和后处理时间，达到减轻减重、保证强度的同时避免浪费、节约成本。
表面的网格线翅片结构也有异曲同工之妙。通过添加网格线设计，可以增大热交换器的表面积，同时类似加强筋的结构可以更好地保证结构强度。
此外，在零件壳体和内部隐式模型直接还额外添加了一层网状晶格结构，用于搅浑气流，强化对流使温度分布均匀。
在实际打印前，零件导入Oqton旗下的Amphyon软件中进行工艺成型仿真，仿真的结果用于判断是否会打印失败以及打印中可能产生的风险。
手把手教你创建热交换器
第一步：导入模型
首先，打开3DXpert，并导入一个热交换器设计模型。您也可以在3DXpert中从零开始创建。3DXpert在部件创建模式下，提供了丰富的基于B-rep的模型设计功能，符合CAD设计习惯，可进行快速创建与编辑。
第二步：添加内部热交换结构
模型设计时已将内外部分进行了单独创建，因而可轻松选取内部结构，并对其设置为 Gyriod单元。我们采用和获奖案例类似的尺寸和方式。
第三步：添加网状搅浑结构晶格
隐藏Gyriod结构后，选择晶格下的“曲面晶格”并选择需要添加网格的表面。选择网格线类型，并设置合适的参数。（下图中切割面的搅浑结构只是作为展示添加）
采用与内部一样的步骤，并更改合适的参数，为外表面添加网格线。
在3DXpert中，内嵌了Amphyon的成型仿真算法，用户可在同一界面内使用Amphyon独特的网格划分方法和求解器，对设计后的零件进行仿真。根据零件形状和材料特性，创建支撑。随后对其进行“建模模拟分析”，采用推荐尺寸大小进行网格划分。
为不同类型的部分设置不同的属性，并配置各自专属的扫描策略。如需针对某个区域设额外的扫描方式，可以使用虚拟部件的方式，将此部分提取出来并设置相应策略。
继续阅读
免费下载52页白皮书：增材制造设计手册点播研讨会：如何高效设计晶格｜增材的细节系列混合建模：结合先进技术处理多格式数据，减小格式转换影响用户故事：ADDMAN用3DXpert提升航空航天零件金属打印效率
