Diseño de un zapato impreso en 3D

Por Izzy de la Guardia, ingeniera de aplicaciones, Fast Radius

Este artículo apareció originalmente en el blog de nTopology.

Como ingeniero de aplicaciones en Fast Radius, trabajo con clientes de todas las industrias, desde bienes de consumo hasta aeroespacial, que buscan adoptar la fabricación aditiva de grado de producción. La impresión 3D ha permitido la producción de estructuras complejas que antes no se podían lograr mediante procesos de fabricación convencionales. nTop es pionero en una nueva era de software CAD que puede mantenerse al día con estos avances, lo que permite a los diseñadores generar geometrías increíblemente complejas de forma rápida y sencilla.

Hemos notado que cuando los clientes tienen una experiencia limitada en fabricación aditiva, sus mentes se ven limitadas por las limitaciones de los métodos de fabricación tradicionales como el moldeo por inyección y el mecanizado CNC. Si bien cada proceso aditivo también tiene limitaciones inherentes, nuestro objetivo es impulsarnos a nosotros mismos y a nuestros clientes a pensar más allá de la sabiduría del diseño convencional para impulsar la innovación funcional y estética que ofrece una mayor libertad de diseño.

Esto se puede ilustrar a través de un desafío de diseño interno que tuvo mi equipo para crear una zapatilla que pudiera imprimirse como una sola pieza usando un material elastomérico en la tecnología Multi-Jet Fusion de HP. Nuestro flujo de trabajo de diseño demuestra cómo nTop puede ser un campo de juego para la exploración del diseño industrial. Pudimos generar rápidamente una amplia gama de opciones de diseño para los diversos componentes de un zapato (la lengüeta, la parte superior del zapato, la entresuela y la suela) y probar diferentes permutaciones de diseño en cuestión de minutos en lugar de las horas o los días que toma. tomaría con software CAD tradicional paramétrico o basado en malla.

Potencia computacional de nTop

El poder computacional de nTop brilla en su capacidad para generar rápidamente estructuras reticulares personalizadas. En el diseño de la parte superior de un zapato, usamos campos esféricos para impulsar el espacio entre celdas para una red de voronoi. Esta técnica permite a los diseñadores tener un control profundo tanto de la estética como de la funcionalidad de sus productos.

La interfaz basada en bloques de nTop facilita probar diferentes estructuras de celosía y TPMS en un espacio de diseño determinado. Puede definir variables como el tamaño de la celda y el grosor del haz para editar fácilmente su red. Debido a que los bloques son independientes entre sí y no un árbol de modelo lineal, puede ejecutar la misma geometría a través de diferentes funciones y no preocuparse por tener que comenzar desde cero si cambia de opinión más adelante.

nTop es un software basado en datos y con frecuencia hacemos uso de sus bloques de propiedades para obtener comentarios instantáneos sobre nuestro diseño. Para el calzado, calculamos una fracción de volumen de la estructura TPMS sobre el espacio de diseño total para tener una idea de la densidad de la entresuela del calzado. Este bloque nos informa cómo los cambios de parámetros posteriores afectan la rigidez de la entresuela.

Más allá de las celosías con nTop

Más allá de las celosías estructurales, nTop tiene una variedad de funciones que permiten una manipulación compleja de las superficies. Utilizamos varios métodos diferentes para explorar la textura de la suela del zapato. Creamos bandas de rodadura y tracción combinando bloques en el kit de herramientas de materiales arquitectónicos de nTop. Se generó una textura personalizada más avanzada mediante la manipulación matemática de la superficie del espacio de diseño utilizando el logotipo de nuestra empresa.

Una vez que generamos una variedad de opciones para cada uno de los componentes del calzado, pudimos alternar la visibilidad de cada uno de los componentes para visualizar diferentes combinaciones de diseño. Este es un cambio de juego para los diseñadores industriales que conocen la importancia de la iteración rápida y la cantidad de ideas para, en última instancia, crear un producto final más innovador y de mayor calidad.

Para ver estos conceptos en acción, consulte el seminario web que realicé con nTop. También puede visitar el centro de recursos de Fast Radius para leer un artículo que escribí sobre el uso de nTop para el diseño de celosía. Aquí en Fast Radius, contamos con un equipo de expertos nTop. Contáctenos si cree que su proyecto podría beneficiarse del modelado avanzado.

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