Diseño de un zapato impreso en 3D: Guía experta de Fast Radius

Por Izzy de la Guardia, Ingeniera de Aplicaciones, Fast Radius

Este artículo apareció originalmente en el blog de nTopology.

Como ingeniera de aplicaciones en Fast Radius, trabajo con clientes de diversas 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 no alcanzables anteriormente mediante procesos de fabricación convencionales. nTop está liderando una nueva era de software CAD que puede seguir el ritmo de estos avances, permitiendo a los diseñadores generar geometrías increíblemente complejas de forma rápida y sencilla.

Hemos notado que cuando los clientes tienen experiencia limitada en fabricación aditiva, sus mentes están limitadas por las restricciones 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 empujarnos a nosotros mismos y a nuestros clientes a pensar más allá de la sabiduría de diseño convencional para impulsar la innovación funcional y estética que permite la mayor libertad de diseño.

Esto puede ilustrarse a través de un reto 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, la entresuela y la suela— y probar diferentes permutaciones de diseño en cuestión de minutos, en lugar de las horas o días que tomaría con software CAD paramétrico o basado en mallas tradicional.

El poder computacional de nTop

El poder computacional de nTop brilla en su capacidad para generar rápidamente estructuras de celosía personalizadas. En el diseño de la parte superior de un zapato, utilizamos campos esféricos para impulsar el espaciado de celdas para una celosía de Voronoi. Esta técnica permite a los diseñadores tener un control profundo sobre tanto la estética como 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 dado. Puede definir variables como el tamaño de celda y el grosor de viga para editar fácilmente su celosía. Dado que los bloques son independientes entre sí y no forman un árbol de modelo lineal, puede ejecutar la misma geometría a través de diferentes funciones sin preocuparse por tener que empezar desde cero si cambia de opinión más tarde.

nTop es un software impulsado por datos y hacemos uso frecuente de sus bloques de propiedades para obtener retroalimentación instantánea sobre nuestro diseño. Para el zapato, 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 zapato. Este bloque nos informa cómo los cambios de parámetros subsiguientes 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 la manipulación compleja de superficies. Utilizamos varios métodos diferentes para explorar el texturizado de la suela del zapato. Creamos bandas de rodadura y tracción combinando bloques en el kit de herramientas de materiales arquitectónicos de nTop. Una textura personalizada más avanzada se generó manipulando matemáticamente la superficie del espacio de diseño usando el logotipo de nuestra empresa.

Una vez generamos una variedad de opciones para cada uno de los componentes del zapato, pudimos alternar la visibilidad de cada componente para visualizar diferentes combinaciones de diseño. Esto cambia las reglas del juego para los diseñadores industriales que conocen la importancia de la iteración rápida y la cantidad de ideas para crear finalmente un producto final de mayor calidad y más innovador.

Para ver estos conceptos en acción, consulte el seminario web que hice 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 celosías. Aquí en Fast Radius, contamos con un equipo de expertos en nTop. Contáctenos si cree que su proyecto podría beneficiarse de modelado avanzado.

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