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莫纳什赛车运动利用优化和增材制造技术取得胜利

技术

功能应用 - 制造执行系统 (MES)

适用行业

汽车
生命科学

适用功能

物流运输
产品研发

用例

添加剂制造
快速原型制作

关于客户

莫纳什赛车运动是一个由学生运营的组织，位于维多利亚州克莱顿莫纳什大学最大的校园。一支由 70 名学生组成的团队在 Formula SAE 中设计、建造一辆开轮赛车并参加比赛，这是世界上最大的学生工程设计竞赛，全球有超过 500 支队伍参赛。在莫纳什赛车运动团队中，学生在各自的工程和商业领域获得宝贵的实践技能，丰富他们的大学经验，并为他们提供知识，使他们能够在自己选择的职业道路上取得成功。

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挑战

Monash Motorsport 是莫纳什大学的一个学生运营组织，自 2000 年首次举办澳大利亚 SAE 学生赛车比赛以来，一直在不断提高赛车的性能。该团队在 2013 年底面临着新的重量和性能挑战。旨在开发更快、更轻、更具创新性的赛车，同时控制开发时间和成本。 3D 打印的发展带来了一项新技术，可以帮助他们制造更轻的汽车。然而，这也带来了新的开发挑战，因为 3D 打印组件的好坏取决于其设计。该团队必须进行优化，以找到组件中理想的材料分布，同时考虑增材制造技术的额外制造限制。

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解决方案

Monash Motorsport 采用 Altair 的优化技术 OptiStruct 来设计和优化钛制立柱，然后使用 CSIRO 的增材制造技术进行生产。使用 Altair 的 HyperWorks Suite 可以实现仿真驱动的设计流程以及计划通过增材制造生产的组件的最佳结构设计。在当前几何结构的约束下，学生们在 Altair 的优化工具 OptiStruct 中创建了一个设计空间。通过应用负载和制造约束等边界条件，他们进行了拓扑优化，OptiStruct 帮助他们创建了更坚固、更轻的组件结构。然后，学生们使用 OptiStruct 设计方案，对其进行解释并创建了可行的 CAD 设计。然后使用多个载荷工况通过进一步的有限元分析验证了该设计。

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运营影响

OptiStruct helped Monash Motorsport to reach the highest possible weight saving and enabled them to achieve the overall goal of the project: a further reduction of weight from an already light upright design. The finished parts are a testimonial for the true capabilities of the combination of optimization with OptiStruct and latest manufacturing technologies such as election beam melting of titanium. With 3D printing, the team didn't have to spend much time on CAM processes or to think about how the part would be machined. This resulted in a lighter and stiffer structure due to the use of topology optimization with OptiStruct and material, time, cost and prototypes savings due to optimized development process with the Altair HyperWorks suite. The team won their sixth consecutive FSAE-Australasia title, becoming the first team in Formula SAE history to take home six consecutive victories at a single competition.

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数量效益

The total combined weight saving was approximately 30 percent.
The team was able to use less than half of the titanium material used within the traditional manufacturing process.
The overall printing process took only a day, which was a major time saving, compared to the manufacturing of the last year’s aluminum part.

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