散热器设计不再画图,全靠写代码计算直出
看这个空气/液体换热器案例。
底层用一个叫PicoGK的开源几何引擎,填充结构、法兰、螺栓、点阵加强筋,做成可以随处调用的零件。
目前实现了两件事,点阵填充和从总管出来的微通道分流。
做这件事的是个个人工程师。
他不在三维软件里拉特征改尺寸,他在写代码,让代码自己长出换热器。
事情的起点是一家叫LEAP71的公司,两位创始人写过一套叫《计算工程基础》的博客,3D打印业内挺有名。
核心想法很朴素。
工程师脑子里装着大量经验,流体怎么走、热量怎么传、零件怎么装配。
传统流程里,这些经验每次都要在三维软件里重新画一遍。
改尺寸要重画,换工况要重画。
而算法时代应该反过来。
把脑子里的知识写成代码,下次需要不同参数的换热器,代码自己生成。
一个领域的全部工程知识,可以封装成一个软件模型。
算法的代表作就是这么干的,专攻火箭钟形喷管和燃烧室,输入高层参数,直接输出可送进金属打印机的几何。
图中这个项目叫Anima走的是同一条路,只是把领域换成了换热器。
传统三维软件为什么干不了?
有人会问,参数化建模不就能做这件事吗。
大部分不太行。
传统三维软件的几何内核是为人手交互式建模设计的,擅长拉伸、旋转、布尔运算这类相对简单的操作。
一旦碰上金属3D打印才有的东西,点阵、三周期极小曲面、内部多孔、连续变化的微通道,传统内核就吃力了。
文件巨大,运算崩溃,布尔失败是常态。
PicoGK这个算法刻意做得小、稳、快,开源,只暴露一组很小的指令集。
换热器是金属3D打印这几年最火的应用之一。
换热效率和换热面积强相关,3D打印能做出传统冲压钎焊做不出来的复杂内流道,价值能看见。
但行业里有个隐性瓶颈,软件。
每家公司的设计能力都藏在几个资深工程师的脑子里,换个工况就重画。
未来希望AI算法能把几何参数从用户驱动改成数据驱动,让换热和流体计算的结果直接反喂到几何生成。
换热器只是个开头。
凡是几何复杂、参数多、又强烈依赖物理性能的零件,都适合走这条路。
火箭推进系统已经有人在做了,下一个被点名的可能是燃烧器,喷油、雾化、燃烧效率全都跟内部流道形状强相关。
然后是涡轮叶片,气动型面、内部冷却通道、表面气膜孔。
再往外推,是那些今天连图都不知道怎么画的零件。
仿生结构、声学超材料、热电耦合器件,这些东西的几何复杂度已经超出人手能驾驭的范围,本来就只能靠算法生成。


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