В данной статье рассмотрен полный этап разработки удобного и простого метода конструирования решетчатых деталей на производстве. Цель исследования состоит в наблюдении, анализе и решении проблем при проектировании CAD-моделей с решетчатой структурой. В работе оценена производительность современных инструментов систем автоматизированного проектирования (САПР), предложен эффективный метод проектирования решетчатых конструкций. Основная идея заключается в замене CAD-модели с решетчатой структурой на твердотельные CAD-модели, обладающие одинаковыми механическими свойствами. Применение таких эквивалентных материалов дает существенный выигрыш в эффективности проектирования. Предлагаемый метод позволяет конструкторам выбрать правильную решетчатую структуру и её плотность. Указаны недостатки и положительные стороны разработанного метода. В сочетании с методом конечных элементов, предложенный подход проектирования CAD-моделей сокращает время моделирования решетчатых конструкций. Оценена производительность современных инструментов систем автоматизированного проектирования в контексте требований аддитивного производства. Результаты показывают, что современные САПР не позволяют легко и быстро проектировать решетчатые структуры для аддитивного производства. Также остается актуальной необходимость развития современного программного обеспечения CAE для проведения анализа методом конечных элементов на 3D-моделях решетчатой структуры.
This article shows how important it is to develop a convenient and simple method for designing lattice parts in production. The purpose of the entire experiment is to observe, analyze and solve problems in the design of lattice structures. The performance of modern tools of computer-aided design (CAD) systems was also evaluated. All the disadvantages and positive aspects of the developed method are indicated. The considered design method allows designers to choose the right lattice structure and its density. An essential part of this proposal is the use of equivalent lattice materials. This approach eliminates the need to design lattice-based CAD models and shortens the simulation time for FEMs. This methodology may be applicable in determining equivalent materials for other lattice structures. Equivalent materials also reduce FEM simulation time. The performance of modern tools of computer-aided design systems was evaluated to determine whether they adequately meet the requirements of additive manufacturing. The results show that modern CAD systems do not allow you to easily and quickly design lattice structures for additive manufacturing. It is necessary to develop modern CAE software to conduct finite element method analysis on a 3D lattice model.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.