3D 프린팅 신발 설계: Fast Radius의 전문 가이드

이 기사는 원래 nTopology 블로그에 게재되었습니다.

Fast Radius의 애플리케이션 엔지니어인 Izzy de la Guardia입니다. 저는 소비재부터 항공우주까지 다양한 산업의 고객들과 협력하며 생산 등급 적층 제조 도입을 돕고 있습니다. 3D 프린팅은 기존 제조 공정으로는 불가능했던 복잡한 구조물의 생산을 가능하게 했습니다. nTop은 이러한 발전에 발맞출 수 있는 새로운 시대의 CAD 소프트웨어를 개척하여, 설계자가 매우 복잡한 지오메트리를 빠르고 쉽게 생성할 수 있게 했습니다.

우리는 적층 제조 경험이 제한적인 고객들이 사출 성형이나 CNC 가공 같은 전통적 제조 방법의 제약에 갇혀 사고하는 것을 발견했습니다. 각 적층 공정에도 고유한 한계가 있지만, 우리는 우리 자신과 고객들이 기존 설계 통념을 넘어 생각하여 증가된 설계 자유도가 제공하는 기능적, 미적 혁신을 추구하도록 독려하고자 합니다.

이는 내 팀이 수행한 내부 설계 과제로 잘 설명됩니다. HP의 Multi-Jet Fusion 기술에서 엘라스토머 소재를 사용하여 한 파트로 프린트할 수 있는 스니커즈를 만드는 것이었습니다. 우리의 설계 워크플로는 nTop이 산업 디자인 탐색의 놀이터가 될 수 있음을 보여줍니다. 우리는 신발의 다양한 구성 요소(텅, 어퍼, 미드솔, 아웃솔)에 대한 광범위한 설계 옵션을 빠르게 생성하고, 전통적인 파라메트릭 또는 메쉬 기반 CAD 소프트웨어라면 몇 시간 또는 며칠이 걸렸을 다양한 설계 순열을 단 몇 분 만에 시험해 볼 수 있었습니다.

nTop의 연산 능력

nTop의 연산 능력은 맞춤형 격자 구조를 빠르게 생성하는 능력에서 빛을 발합니다. 한 신발의 어퍼 설계에서, 우리는 구형 필드를 사용하여 보로노이 격자의 셀 간격을 구동했습니다. 이 기법은 설계자가 제품의 미학과 기능성 모두에 대해 깊은 제어권을 가질 수 있게 합니다.

nTop의 블록 기반 인터페이스는 주어진 설계 공간에서 다양한 격자 및 TPMS 구조를 쉽게 시험해 볼 수 있게 합니다. 셀 크기와 빔 두께 같은 변수를 정의하여 격자를 쉽게 편집할 수 있습니다. 블록들이 서로 독립적이며 선형 모델 트리가 아니므로, 나중에 마음을 바꿔도 처음부터 시작할 걱정 없이 동일한 지오메트리를 다른 기능을 통해 실행할 수 있습니다.

nTop은 데이터 기반 소프트웨어이며 우리는 속성 블록을 자주 활용하여 설계에 대한 즉각적인 피드백을 얻습니다. 신발의 경우, 전체 설계 공간에 대한 TPMS 구조의 부피 분율을 계산하여 미드솔의 밀도감을 파악했습니다. 이 블록은 후속 파라미터 변경이 미드솔의 강성에 어떤 영향을 미치는지 알려줍니다.

격자를 넘어: nTop으로 더 나아가기

구조적 격자 외에도, nTop에는 표면을 복잡하게 조작할 수 있는 다양한 기능이 있습니다. 우리는 신발 아웃솔의 텍스처링을 탐색하기 위해 여러 가지 방법을 사용했습니다. nTop의 아키텍처드 머티리얼 툴킷에서 블록을 결합하여 트레드와 트랙션을 만들었습니다. 더 진보된 맞춤형 텍스처는 우리 회사 로고를 사용하여 설계 공간의 표면을 수학적으로 조작함으로써 생성되었습니다.

각 신발 구성 요소에 대한 다양한 옵션을 생성한 후, 우리는 각 구성 요소의 가시성을 토글하여 다양한 설계 조합을 시각화할 수 있었습니다. 이는 빠른 반복과 아이디어의 양이 궁극적으로 더 높은 품질의 혁신적인 최종 제품을 만드는 데 중요함을 아는 산업 디자이너들에게 게임 체인저입니다.

이 개념들이 실제로 작동하는 것을 보려면 nTop과 함께한 웨비나를 확인하세요. 또한 Fast Radius 자료 센터에서 nTop을 이용한 격자 설계에 대해 쓴 내 기사를 읽을 수 있습니다. Fast Radius에는 nTop 전문가 팀이 있습니다. 귀하의 프로젝트가 고급 모델링의 혜택을 받을 수 있다고 생각되면 연락 주세요.

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