Tối ưu hóa cấu trúc liên kết

Tối ưu hóa cấu trúc liên kết là một loại kỹ thuật tối ưu hóa cấu trúc có thể tối ưu hóa bố cục vật liệu trong một không gian thiết kế nhất định. So với các kỹ thuật tối ưu hóa cấu trúc điển hình khác, chẳng hạn như tối ưu hóa kích thước hoặc tối ưu hóa hình dạng, tối ưu hóa cấu trúc liên kết có thể cập nhật cả hình dạng và cấu trúc liên kết của một chi tiết. Tuy nhiên, các hình dạng tối ưu phức tạp thu được từ tối ưu hóa cấu trúc liên kết luôn là vấn đề nhức đầu cho các quy trình sản xuất truyền thống như gia công CNC. Để giải quyết vấn đề này, các quy trình sản xuất đắp dần có thể được áp dụng để chế tạo kết quả tối ưu hóa cấu trúc liên kết. Tuy nhiên, cần lưu ý, một số hạn chế về sản xuất như kích thước tính năng tối thiểu cũng cần được xem xét trong quá trình tối ưu hóa cấu trúc liên kết.[6] Kể từ khi tối ưu hóa topology có thể giúp các nhà thiết kế đạt được dạng hình học phức tạp tối ưu cho sản xuất đắp dần, kỹ thuật này có thể được coi là một trong những phương pháp DFAM.

Thiết kế cấu trúc đa cấu trúc

Do khả năng độc đáo của các phương pháp AM, các bộ phận có phức tạp đa dạng có thể được thực hiện. Điều này cung cấp một sự tự do thiết kế tuyệt vời cho các nhà thiết kế để sử dụng cấu trúc tế bào hoặc cấu trúc mạng trên vi mô hoặc trung bình cho các thuộc tính ưa thích. Ví dụ, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, các cấu trúc mạng được chế tạo bởi quy trình AM có thể được sử dụng để giảm khối lượng.[7] Trong lĩnh vực y sinh học, cấy ghép sinh học làm bằng cấu trúc mạng hoặc tế bào có thể tăng cường sự tương hợp.[8]

Thiết kế đa vật liệu

Các bộ phận có phân bố vật liệu đa vật liệu hoặc phức tạp có thể đạt được bằng các quy trình sản xuất đắp dần. Để giúp các nhà thiết kế tận dụng lợi thế này, một số phương pháp thiết kế và mô phỏng [9][10][11] đã được đề xuất để hỗ trợ thiết kế chi tiết với nhiều vật liệu hoặc Vật liệu được phân loại theo chức năng. Những phương pháp thiết kế này cũng mang lại một thách thức cho hệ thống CAD truyền thống. Hầu hết chúng chỉ có thể đối phó với các vật liệu đồng nhất hiện nay.

Thiết kế để tùy chỉnh hàng loạt

Vì sản xuất phụ gia có thể trực tiếp chế tạo các bộ phận từ mô hình kỹ thuật số của sản phẩm, nó làm giảm đáng kể chi phí và thời gian sản xuất các sản phẩm tùy chỉnh hàng đầu. Vì vậy, làm thế nào để nhanh chóng tạo ra các bộ phận tùy chỉnh sẽ trở thành một vấn đề trung tâm của tùy biến hàng loạt. Một số phương pháp thiết kế [12]> đã được đề xuất để giúp nhà thiết kế hoặc người dùng có được sản phẩm được tùy chỉnh một cách dễ dàng. Những phương pháp hoặc công cụ này cũng có thể được coi là phương pháp DFAM.

Hợp nhất chi tiết

Do những hạn chế của phương pháp sản xuất truyền thống, một số thành phần phức tạp thường được tách thành nhiều phần để dễ sản xuất cũng như lắp ráp. Tình trạng này đã được thay đổi bằng cách sử dụng các công nghệ sản xuất đắp dần. Một số trường hợp nghiên cứu đã được thực hiện để cho thấy một số bộ phận trong thiết kế ban đầu có thể được hợp nhất thành một phần phức tạp và được chế tạo bởi các quy trình sản xuất đắp dần. Quá trình thiết kế lại này có thể được gọi là hợp nhất các bộ phận. Các nghiên cứu cho thấy hợp nhất chi tiết không chỉ giảm số lượng chi tiết, nó cũng có thể cải thiện hiệu suất chức năng sản phẩm.[13] Các phương pháp thiết kế có thể hướng dẫn các nhà thiết kế thực hiện hợp nhất một phần cũng có thể được coi là một phương pháp DFAM.