項目介紹
設(shè)計和制造產(chǎn)品可以是一個耗時且昂貴的過程，同時還會產(chǎn)生材料的浪費。設(shè)計師們越來越多地傾向于設(shè)計更多個性化的產(chǎn)品，以符合個人需求，同時保證質(zhì)量和成本。
利用增材制造（Additive Layer Manufacturing）技術(shù)，我們所設(shè)計的產(chǎn)品可以以最少的材料獲得大量的重量和成本的節(jié)省，同時滿足產(chǎn)品本身的性能要求。
產(chǎn)業(yè)研究與產(chǎn)品設(shè)計咨詢公司Assa Ashuach Studio是一家設(shè)計和制造生活類產(chǎn)品的公司，同時也是利用創(chuàng)新的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)獲得獨特的造型和美學(xué)特征的限量版產(chǎn)品設(shè)計工作室。
挑戰(zhàn)
該工作室現(xiàn)在包括從設(shè)計、科學(xué)及制造的全方位的高級技術(shù)專家，利用專用的3D軟件進(jìn)行研發(fā)，數(shù)字化及工程設(shè)計是其設(shè)計方法和理念的重要部分。
總監(jiān)Assa Ashuach想要設(shè)計一款可以承重120公斤的凳子。他好奇地想要找出到底可以從設(shè)計空間中除去多少材料，同時仍然符合承重要求，從而獲得一個獨特的設(shè)計。與Altair合作，Assa利用solidThinking Inspire完成了這個設(shè)計過程。
解決方案
Altair solidThinking Inspire利用業(yè)界領(lǐng)先的OptiStruct技術(shù)可以幫助產(chǎn)品設(shè)計師輕松快速地生成和研究有效的結(jié)構(gòu)概念。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)仿真能讓工程師檢查其設(shè)計是否支持所要求的載荷。Insprie增強了設(shè)計流程，通過在一個包裝空間內(nèi)輸入載荷條件，然后生成一個新的材料分布。Inspire能夠?qū)朐O(shè)計模型，創(chuàng)建設(shè)計空間，然后定義材料和載荷條件。這樣就可以生成理想的材料分布，從而獲得預(yù)想的設(shè)計結(jié)果。從概念設(shè)計的結(jié)果往往能夠得到寶貴的設(shè)計見解。
在這個項目中，Inspire根據(jù)表面載荷分布除去任何多余的材料，優(yōu)化了外觀結(jié)構(gòu)和合理的材料使用，從而獲得了一個輕便且經(jīng)濟(jì)性的造型。利用激光燒結(jié)制造，Assa Ashuach Studios實現(xiàn)了更快的制造時間、更低的能源消耗。
“股骨疊股骨”就像人體內(nèi)的骨盆和股骨，這個造型符合了人體內(nèi)部的骨骼結(jié)構(gòu)，且承重優(yōu)化到120公斤。
如果改變坐載荷，則由Inspire設(shè)計出的造型也會改變，以適應(yīng)和調(diào)整性能。該造型是由數(shù)值智能和人類骨骼信息驅(qū)動的。
增材制造技術(shù)可以解放設(shè)計師的思維，相比傳統(tǒng)的制造流程來說，只有最小的局限性。能夠從表面一層層地生成凳子的造型，也就意味著設(shè)計師可以專注于造型，而不受制造可行性的影響。
利用現(xiàn)實生活中的物理和優(yōu)化的數(shù)字化設(shè)計和制造（3D打印）
結(jié)論
Assa Ashuach對他利用solidThinking Inspire所設(shè)計的凳子的最終結(jié)果非常滿意。
“這股骨凳像一個骨骼結(jié)構(gòu)。我所設(shè)計的大部分是根據(jù)人體內(nèi)部的骨骼結(jié)構(gòu)，所以這也是為什么叫股骨凳的原因。”
“我們利用工具進(jìn)行優(yōu)化和減少使用材料。事實上這是與美學(xué)結(jié)果完全不同的，例如這個骨骼結(jié)構(gòu)就非常有趣。”
solidThinking Inspire的基石——拓?fù)鋬?yōu)化，已經(jīng)成功被應(yīng)用到工程設(shè)計達(dá)20多年。Assa Ashuach的股骨凳項目延伸了這一技術(shù)的應(yīng)用，跨越了工程領(lǐng)域，從設(shè)計師的視角出發(fā)，找到最理想的造型。從而，股骨凳將成為美學(xué)滿足性能的典范。
“用戶可以根據(jù)結(jié)果動畫進(jìn)行研究，可以共同設(shè)計和與設(shè)計對象互動，為將來的設(shè)計對象增添個人價值，” Ashuach說，“其中魔幻的部分是可以實現(xiàn)你的想法。”最終的凳子概念通過OptiStruct（有限元求解器和優(yōu)化工具）進(jìn)行分析，模擬120公斤座位的分布載荷。分析結(jié)果顯示了該凳子結(jié)構(gòu)的完整性及合理性。
分析認(rèn)為，尼龍12的各向同性材料的性能，正是凳子所用的材料。這類材料通常用于塑料增材制造。
節(jié)省了制造時間、重量和材料也就意味著節(jié)省了成本。
股骨凳曾在倫敦設(shè)計博物館主題為“The Future is Here未來就在這里”的展覽中進(jìn)行了展示，也在英國曼徹斯特城市大學(xué)特別收藏品藝術(shù)畫廊主題為“The Language of Process過程的語言”展出，它還將于2014年在倫敦科學(xué)博物館于持續(xù)展出一段時間。更多信息請訪問assaashuach.com/#femur-stool/0。
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