3D打印与生成式设计( 二 ) 导读：生成式设计（衍生式设

●制造的材料。如果选用的材料不止一种，将为每种材料提供不同的设计解决方案以满足项目的要求。

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△使用衍生式设计优化的摩托车后轴（来源：Autodesk）
有了所有这些初始输入（还有更多选项），衍生式设计工具就可以发挥它的魔力了。通常从未优化的通用设计开始，分析其中的应力分布。然后软件启动其迭代创建过程，即在高应力区域添加材料，在低应力区域减少材料，并重新检查整体应力分布。它不断重复这些步骤，直到满足预定义的标准。
成功的衍生式设计研究将产生多种设计解决方案。现在是人类专业人员再次介入并根据自己的标准和经验选择一个或几个解决方案的时候了。生成式设计软件还可以帮助用户通过不同的数据可视化功能进行选择，以比较解决方案。要注意的是，衍生式设计并不能保证生成式设计能够成为最优的解决方案。有时项目的要求过于苛刻，算法无法提出可能的解决方案。如果是这种情况，用户需要调整标准、约束条件或材料并再次运行研究。
衍生式设计的好处是什么？

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△优势包括更好的性能、降低成本和零件整合（来源：siemensDigitalIndustriesSoftware）
现在我们已经了解了衍生式设计的实际含义及其功能，让我们来确定在零件制造中应用这些工具的实际好处：
●创造力。生成式设计消除了与传统设计过程相关的所有创造力限制，创造出人类无法想象的最佳非常规形状和形式。
●平衡优先事项。它可以根据给定站点上已有的性能方面和制造能力来探索解决方案。
●减少分析。内置的测试和计算模拟减少了任何进一步昂贵的虚拟计算机辅助工程(CAE)分析。
●减少工作量。它将专业人员从繁琐的反复试验任务中解放出来，并通过提供数百种可行的设计解决方案来提高工作效率。
●减少人为错误。通过将大部分设计过程自动化，可以降低将人为错误引入设计的风险。
●降低成本。通过以更少的材料使用提供高性能设计，并通过减少开发时间和产品上市时间，可以节省资金。
●部分合并。尤其是在采用增材制造工艺时，工程师可以探索整合零件并用单个零件替换整个组件的机会。这会对供应链和维护计划产生积极的经济影响。
算法与美学：衍生式设计的未来

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△AyoubAhmad为3D打印设计的超级跑车数字渲染图（来源：AyoubAhmad）
【3D打印与生成式设计】随着物联网和人工智能在我们日常生活中变得越来越普遍，衍生式设计可能会成为产品设计的规范这项技术提供的设计不仅会对行业产生积极影响，还会对环境产生积极影响，因为生产日常产品所需的资源会更少。目前衍生式软件发展的也很迅速，其中包括Fusion360、CreoGenerativeDesignExtension、AnsysDiscovery、nTopology、DassaultSystèmesCATIAGenerativeDesignEngineering等。您可以使用这些软件并结合3D打印工艺创造属于自己的衍生式设计零部件。