美國賓夕法尼亞州立大學：使用Geomagic Design X，Control X 和 3DXpert 輔助增材制造教學

賓夕法尼亞州立大學 Geomagic 合作，通過動手實踐增加學生從設計到后期處理的增材制造經驗。 美國賓夕法尼亞州立大學教學需求 賓夕法尼亞州立大學是從事增材制造研究和教育的高等院校之一，提供很有特色的增材制造與設計工程碩士（MEng AMD）項目。該項目的特色之一是它不僅招收全日制學生，還招收在職工程師，后者用過賓夕法尼亞州立大學世界校區（網絡虛擬校區）在線完成學習。 為幫助學生成為技術專家將其所學的增材制造知識用于實踐，該項目將多學科理論知識與親身實踐相結合，學生們可在賓夕法尼亞州立大學增材制造車間獲得實踐經驗。 ? 所有學生都必須接受實驗室課程，學習從設計到后期處理的整個增材制造工作流程，獲得相關經驗，而且參加該項目的大多數學生都在為行業領先的打算進軍增材制造領域的企業工作。 “為實驗室課程選擇合適的教學道具真的挺難的，” Timothy W. Simpson教授說道，他是增材制造與設計碩士項目主任兼創新金屬加工-直接數字化沉積中心（CIMP-3D）的聯合主任。“一方面，我們希望學生能夠體驗到他們將來工作會用到的最專業的軟件工具，獲得良好的實際動手經驗。另一方面，這些軟件工具必須非常容易學習和使用，因為學生在學校呆的時間很有限，” Simpson 補充道。 “我們發現3DXpert教學版、Geomagic Design X 和Geomagic Control X 軟件是相當合適的教學軟件，它能夠教會學生如何通過三維掃描創建模型，準備和優化用于打印的3D CAD模型，并檢測成品質量，課程老師和學生都對他們的功能和易用性印象深刻。” ? ? 增材制造實踐：從概念到工作模型 ? ? 我們的實驗室課程項目之一是打印一個用金屬制成的斯特林發動機，采用增材制造提高現有的功能裝配模擬真實世界的發動機功能。由于時間限制，學生們掃描了一些運行中的斯特林發動機模型，使用Geomagic Design X 逆向工程軟件技術作為其學習起點而非從頭開始。然后創建一個參數化的、基于特征的、可編輯的實體模型，并將其導入到CAD系統中。 ? 通過的標準是觀察學生是否能夠獲得一個能夠正常運行的模型，其轉速RPM（每分鐘速率）等參數能夠比得上原始模型甚至更為優越，同時還要整合增材制造的優勢，比如零部件更為牢固，重量更輕等。學生必須使用不同速度和等級的激光來進行后期處理，對不同體積的網格結構進行金屬增材制造設計和生產。 ? ? 賓夕法尼亞州立大學 增材制造實驗室實踐課程概要 ? 學生Joseph Fisher、Ryan Henderson、Adnen Mezghani、Nicholas Nace和Nate Watson完成了該項目的下述流程： ? 對一臺運行中的斯特林模型進行掃描，使用Geomagic Design X進行逆向工程操作。 將數據上傳到CAD軟件進行處理和設計更改。 將原始CAD數據（邊界表示模型）導入到3DXpert。 進行打印可行性分析，使用3DXpert進行打印準備工作。 使用一臺塑料3D打印機進行CAD模型原型打印，確保其標稱和組件功能都是精準的，且很好地體現了3D打印概念。 使用3DXpert對CAD模型進行設計和優化，以便進行3D金屬打印：- 進行打印可行性分析 - 添加要在后期處理過程中移除的材料（機加工偏置） - 設置最佳的零部件打印方向 - 使用網格結構減少材料使用量，增加美學效果 - 設置支撐結構，消除變形 - 為零部件添加標簽 - 設置打印參數 - 將多個零部件在托盤進行排版布局 - 發送到打印機。 使用位于賓夕法尼亞州立大學CIMP-3D實驗室的ProX DMP 320打印機，采用鈦金屬（Ti6Al4V）和不銹鋼（316L）材料打印優化后的模型。 進行所需的后期處理操作，完成每個增材制造部件的制作。 組裝斯特林發動機部件。 用Geomagic Control X 檢測部件確保其滿足所需的設計目的。 運行發動機，檢查運行結果，將增材制造模型與原始模型進行對比。 ? 項目成果 ? ? 該項目讓學生清楚了解到增材制造設計工作（DfAM）的重要性，并學會如何在打印之前設計和優化模型。在設計階段，學生能感受到加入增材制造后帶來的變化，也能體會到不同的設計對后期處理的影響。 所有團隊都達到了該課程的通過標準，使用的零部件數量降低，大幅減少了發動機的體積和重量，且極大地提高了發動機零部件的穩固性。 ? 盡管學生時間有效無法對項目進行進一步優化，且后期處理經驗很少甚至近乎于無，但他們還是能夠取得了很好的表現，新模型相較原始模型重量更輕，使用的零部件更少，且裝配步驟也少。我們的團隊將所用零部件數量降低了45.8%，重量減少了43.3%。第二個團隊將零部件數量減少了21.8%，但重量減少了71.6%。 ? 對學生而言，在真實場景中重新設計增材制造零部件是一個很棒的學習體驗。體驗了整個增材制造工作流程后，學生能夠了解到增材制造軟件中不同功能的重要性。 ? “學生們深深地被3DXpert和Geomagic 軟件的新功能迷住了，因為它融合了所有逆向工程、3D打印設計、優化和制造以及三位檢測的功能。”? —— Guha Manogharan，賓夕法尼亞州立大學機械工程助理教授。 ? 他進一步補充道，學生們尤為關注軟件的下述功能：- 能夠通過逆向工程快速掃描到復雜幾何圖形并生成點云數據模型。- 能夠自由使用基礎版CAD格式（例如STEP或IGES），直接應用網格到模型上，這是一個很大的優勢。最重要的是，他們還可自行進行某些更改工作，無需從頭開始建模。- 能夠建立支撐結構并對其進行控制，取得想要的結果，例如將后期處理需求最小化，減少關鍵面的支撐需求。 ? 隨著大家對增材制造專業知識的需求越來越多，參加該碩士項目的學生人數也不斷增加，賓夕法尼亞州立大學將繼續在其課程中使用3DXpert，Geogmagic Control X 和 Geomagic Design X 軟件。 ? ??關于 3DXpert（DfAM）? ? 在一個軟件環境內完成增材制造設計和工藝設置。 通過先進的端到端增材制造設計 (DfAM)??最大限度地提高效率和創新，并為工業零件設計和增材制造建立數據處理能力。 借助?3DXpert，設計師在有充分的設計自由度的情況下設計滿足增材制造生產的功能性結構。 ? ?關于 Geomagic?Control X?? ? 作為專業計量軟件，Geomagic Control X 基于3D掃描技術，更快速、更全面、隨時隨地捕獲并測量數據，對零件進行3D掃描和檢測的速度比使用三坐標測量儀快 7 倍，且用戶根據節省的時間和人力報告檢測成本降低多達 80%。 ? ??關于 Geomagic Design X?? ? 利用逆向工程軟件（結合了基于歷史的 CAD 與 3D 掃描數據處理）對實物部件進行逆向工程，將其轉化為數字參數 CAD 模型，以實現最優結果！ ? 源文摘自：Oqton

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賓夕法尼亞州立大學利用SAF技術為年輕女性搭建STEM課程

2月25日，數位6至12年級的學生齊聚在賓夕法尼亞州立大學校園，參加了支持年輕女性加入STEM職業的活動——ENVISION。ENVISION活動邀請了賓夕法尼亞州的工程師、數學家、科學家和技術專家來進行演講，激發和鼓勵女孩們對STEM領域的學習興趣。此外，學生們還應邀參加了科學實踐活動。在這些實驗中，H350?3D打印機和SAF技術起到了重要作用。 ? ? ENVISION找到了TriMech為這場活動打印所需的3D部件，TriMech是一家為設計師、工程師和制造商提供技術和商業解決方案的合作伙伴。而TriMech也舉辦了名為“女孩們！來設計世界（和太空）”的科學實驗，讓學生們動手組裝了火星探測車。 ? TriMech在擁有多臺3D打印機的情況下，選擇了采用SAF技術的H350打印機來完成這次3D部件的打印工作。 ? 這是因為SAF技術能夠在較短時間內完成交付、在單次打印中嵌套多個零件且打印成本相對較低。此次使用H350打印了火星探測車的多個零部件，包括車輪、支架和車身。 ? 用H350打印的火星探測車部件 ? ? “能夠指導年輕女性并分享STEM職業的案例是一件非常有意義的事情。今年是她們自疫情以來第一次回到ENVISION活動，我希望我自己和TriMech的其他工程師們都能夠參與其中，成為工程領域女性的榜樣。” ? ——Heather Dawe-Rose TriMech解決方案執行專員 ? ? 這些零部件很容易使用GrabCAD進行嵌套，并在數小時一次性完成打印工作，一夜之間就能得到36輛待組裝的火星探測車模型。 ? 歸功于按時完成打印的火星探測車零部件，在一天內成功舉辦了三場活動，TriMech對此感到十分高興。當天這些學生按照年齡被分為了若干小組，Heather Dawe-Rose帶領每個小組成功完成了這次的科學實驗，61名學生都獲得了各自的火星探測車組裝套裝。 ? ? 源文摘自：Stratasys

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賓夕法尼亞州立大學碩士項目的學生通過Oqton的3DXpert和Geomagic軟件獲得AM專業知識

賓夕法尼亞州立大學(Penn State)是增材制造(AM)技術研究和教育的領先學術機構之一，提供獨特的增材制造和設計工程碩士(MEng AMD)項目。這個項目的獨特之處在于，它可以通過賓夕法尼亞州立大學世界校區在線提供給在校學生和在職工程師。為了幫助學生成為技術專家，將有價值的am知識帶到他們的工作場所，該計劃將多學科的理論知識與在賓夕法尼亞州立大學AM設施中獲得的實踐經驗相結合。所有學生(其中大部分在處于將AM納入其設施的不同階段的領先公司工作)都必須參加動手實驗課程，在該課程中，他們將體驗整個AM工作流程——從掃描到CAD、設計、構建準備、3D打印、檢查到后處理。 “為實驗室課程選擇工具是一個真正的挑戰，”增材制造和設計研究生項目主任兼直接數字沉積創新材料加工中心(CIMP-3D)聯合主任Timothy W. Simpson教授說。“一方面，我們希望他們體驗在工作場所會遇到的最專業的軟件工具，并給他們良好的實踐體驗。另一方面，由于學生在校園里的時間非常有限，這些工具必須相對容易學習和使用，”辛普森教授補充道。 ? “我們發現了 3DXpert 教育版， Geomagic Design X，以及Geomagic Control X賓夕法尼亞州立大學機械工程助理教授Guha Manogharan博士說:“是最合適的軟件解決方案，可以教我們的學生如何掃描模型，準備和優化打印，并檢查它。”Manogharan教授補充道:“課程員工和學生都對3DXpert、Geomagic Design X和Geomagic Control X的功能和易用性印象深刻。 AM在行動:從概念到工作模型 ? 實驗室課程項目之一是打印一個工作的、基于金屬的斯特林發動機，模擬現實世界中增強AM現有功能組件的例子。學生們使用Geomagic Design X等逆向工程軟件掃描正常工作的斯特林發動機模型，作為起點，而不是從頭開始，然后創建一個參數化的、基于特征的、可編輯的實體模型，并將其導入CAD系統。 ? 通過/失敗標準是實現一個工作模型，該工作模型匹配或超過原始模型的性能，如旋轉RPM(每分鐘轉數),同時集成AM的優點，如零件合并和重量減輕。學生必須使用不同的激光速度和功率來實現先進的金屬AM設計和制造技術，從體積晶格結構到后處理操作。 在3DXpert中準備和優化重新設計的Sterling發動機模型 ? 賓夕法尼亞州立大學AM動手實驗課程的項目大綱 ? 學生們——Joseph Fisher、Ryan Henderson、Adnen Mezghani、Nicholas Nace和Nate Watson——完成了項目的以下步驟: ? 使用Geomagic Design X掃描工作中的Sterling模型和/或使用CMM(坐標測量機)進行逆向工程。 將參數模型數據上傳到CAD軟件中進行處理和設計更改。 已將原生CAD數據(B-rep)上傳至3DXpert。 使用3DXpert執行可打印性檢查并準備打印。 使用塑料3D打印機打印CAD模型的原型，以確認名義和組件特征是準確的，并獲得概念證明。 使用3DXpert為金屬3D打印準備和優化CAD模型: a.已執行印刷適性檢查 b.添加了在后處理過程中要移除的材料(加工偏移)。 c.為打印設置最佳零件方向。 d.使用網格結構以減少整體材料用量并提高美學吸引力。 e.設置支撐結構以消除變形。 f.通過添加標簽定制零件。 g.設置打印參數并切片。 h.構建托盤上排列的部件。 I .送去印刷。 在位于賓夕法尼亞州立大學CIMP 3D實驗室的3D Systems ProX DMP 320打印機上打印了鈦(Ti6Al4V)和不銹鋼(316L)的優化模型。 執行完成每個AM組件所需的后處理操作。 組裝斯特林發動機部件。 使用Geomagic Control X等檢查軟件檢查構建，以驗證它是否與預期設計相匹配。 通過操作發動機并測量其性能，將AM模型與原始模型進行了比較。 ? 3DXpert中重新設計的熱交換器 3DXpert中重新設計的基于晶格的基礎 ? 項目成果 ? 從這次練習中最重要的收獲是清楚地理解了面向增材制造的設計(DfAM)的重要性，以及在交付印刷之前準備和優化模型的重要性。學生們體驗了在設計階段考慮AM因素以及設計決策對后處理操作的影響。 ? 所有團隊都達到了課程的及格標準，并通過使用比原來更少的零件來大幅減少體積和質量(重量)，從而大大整合了每個發動機設計中的零件。盡管學生們只有非常有限的時間來優化項目，并且在后處理操作方面幾乎沒有經驗，但他們能夠以更輕的重量、更少的零件和組裝步驟實現與最初兩個模型相匹配的性能結果。一個團隊將零件數量減少了45.8%，重量減輕了43.3%。第二個團隊將零件數量減少了21.8%，但重量卻減輕了71.6%。 ? 對于學生來說，通過真實場景為AM重新設計零件是一次很好的學習經歷。當他們經歷整個AM工作流程時，他們能夠體會到AM軟件中不同功能的關鍵作用。 ? 學生們對3DXpert和Geomagic軟件的功能印象深刻，他們的解決方案整合了AM的所有方面，如逆向工程、建模、設計、準備、優化和制造控制。 ? Guha Manogharan博士 ? 賓夕法尼亞州立大學機械工程助理教授 ? 他補充說，他們特別指出了以下能力: ? 能夠快速生成復雜幾何形狀逆向工程零件的點云數據掃描。 一個主要優勢是可以自由使用STEP或IGES等原生CAD格式，并將lattice直接應用于模型中的任何特征。當學生們不得不實現一些改變而不必從頭開始建模時，他們學會了更加欣賞它。 能夠創建支撐并控制支撐以實現所需的結果，例如最小化后處理和消除關鍵表面上的支撐。 隨著對專業AM知識需求的不斷增長，報名參加MEng AMD項目的學生數量也在不斷增長，賓州州立大學將繼續擴大使用 3DXpert, Geomagic Control X，以及 Geomagic Design X在它的課程中。 ? 源文來自：opton

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美國康涅狄格州大學生用Geomagic軟件調整SAE方程式賽車設計，效率倍增！

美國康涅狄格州大學用Geomagic Design X和Wrap軟件調整SAE方程式賽車設計，從預期的6個月縮短到1個月完成。

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韋伯州立大學利用復合材料打印技術制作高強度模具

韋伯州立大學高級研究和解決方案中心作為當地的創新和合作空間，主要為航空航天、國防和高級材料領域提供服務。此外，該中心還提供包括增材制造在內的研發資源，可為學生提供學習和實踐的機會。 ? ? 挑戰 為了給學生和本土產業提供最佳機會取得成功，他們需要有當前的新興技術加持，如增材制造。而韋伯州立大學目前的增材制造技術依賴于老式3D打印機，不僅運行緩慢、成本高昂，而且材料選擇也很少。這讓該中心在滿足學生和本土產業需求方面倍受限制。 ? 解決方案 為了提升3D打印技術能力，韋伯州立大學購買一臺 Stratasys F370?CR 復合材料打印機，壯大其生產制造設備陣容。F370CR可以打印兩種復合材料和其他幾種工程級熱塑材料。復合材料包括FDM??Nylon-CF10和ABS-CF10，內含10%的短切碳纖維，增加了強度和剛度。 由Nylon-CF10制造的飛機校驗工具 ? 效果 F370CR打印機讓韋伯州立大學擁有了與時俱進的3D打印技術，該打印機提供復合聚合物等更多材料選擇。F370CR簡單易用且打印性能始終如一，為用戶提供了更加快捷可靠的方法來制定3D打印解決方案。最終幫助該中心實現目標——為學生和客戶提供出色的創新工具。 ? 由Nylon-CF10制成的螺栓取出器 ?

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Stratasys 3D Fashion解決方案幫助香港理工大學成功解鎖時尚設計新思路

成立于2017年的香港理工大學三維打印技術中心實驗室 (U3DP)，致力于為學校的研究者和教師、學生們提供全方位的3D打印機技術支持，以技術轉型幫助優化教學工作和學術研究。 近期，該中心正在進行一項名為“基于紡織品3D打印的時尚設計探索”的實踐研究項目。為突破材料限制，找到粘合剛性聚合物和柔軟織物最有效的方法，進而實現不同織物服裝的個性化設計，他們聯系Stratasys并引入其亞洲首款專為時尚設計領域打造的3D打印機——J850? Prime FabriX?。 “我們想要通過Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印機解決不同材料間表面附著力差的問題，同時我們希望打印出的產品是可直接清洗的。” ——U3DP 據中心負責人介紹，Stratasys 3D打印機一直以來以操作簡便、用戶體驗良好著稱，這讓教研人員得以在很短的時間內便可熟練掌握如何使用這款全新的3D打印機。此外，該機型所使用的GrabCAD軟件也非常用戶友善。 ? Stratasys J850 Prime FabriX?3D打印機是一款端到端的多功能打印機，可在柔軟、平坦的基材（如纖維、碳纖維、柔性聚合物、聚酯樹脂、網狀物、帆布等）上進行列印，同時確保打印出的原型呈現出高保真色彩和栩栩如生的質感。設計師們應用需求不一而同，Stratasys 3D Fashion解決方案都能一一滿足，且能夠最大限度地縮短產品上市的時間、并減少原型材料的浪費。 ? 作為全球頂尖的高校3D打印實驗室之一，U3DP共配備有40套不同類型的3D打印機——包括適用于特定應用場景的金屬粉末打印機、陶瓷打印機、氣溶膠噴射打印機、3D生物打印機和其他工業打印機，如大型FDM打印機、樹脂基DLP打印機、SLA打印機和PolyJet打印機等。 該校使用3D打印技術支持研究教學工作已有十余年的歷史，U3DP也因此積累了豐富的成功案例，如采用3D打印的手術模擬器、防病毒手柄和用于管理青少年特發性脊柱側彎的脊柱矯正器等。 如今，伴隨著Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印機的全新引進和對時尚設計領域的研究探索，該中心可實現在不同厚度、不同材料的織物上直接打印不同圖案和顏色的巨大突破，讓服裝設計變得更加自由和立體化。 而Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印機的推廣應用，也彰顯出Stratasys進軍時尚設計行業的又一大進步。通過對新材料、新應用場景的開發，Stratasys 3D時尚解決方案將不斷重塑傳統時尚設計，為服裝領域“量身定制”更多優秀作品。 源文摘自：stratasys

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Stratasys助力香港理工大學奪發明獎

在第十三屆國際康復工程及輔助技術大會 (i-CREATe 2019) 上，來自香港理工大學的團隊憑借一個名為 “Snaker勺子 “的發明獲得金獎。?

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密爾沃基工程學院

密爾沃基工程學院（MSOE）坐落于密爾沃基市中心，擁有2900名學生，與47家制造企業有業務往來，其中包括Kohler、Snap-on Tools、Baxter Medical和Master Lock。 27年前，密爾沃基工程學院面臨著增材實驗室建成投產所需50%的資金缺口，因此增材實驗室聯盟應運而生。該學院與工業界接洽，并就增材技術方面展開了合作談判。最終，學院共爭取到四個創始合作伙伴，每個合作伙伴為實驗室提供運營所需資金的八分之一。作為回報，學院將為其提供非競爭的、可共用的實驗室使用權。目前，聯盟的各個成員每年向學院支付會費，他們有權按按規定使用實驗室，也有權獲得實驗室在增材制造方面的專業知識和技能。 ? ? 密爾沃基工程學院快速成型聯盟的負責人Vince Anewenter表示，通過實踐獲得知識，并且專注于應用程式開發、教育和培訓，這對于行業和教育都具有重大價值。 Anewenter說道。 “我們作為資訊提供者，說明企業了解新技術，學習增材制造設計，并以我們所說的‘經濟工程’方式培訓學生，這是改進某些東西并確保經濟可行的過程。今天的制造業與20年前完全不同，對于學校來說，3D列印方面的課程是必須有的。密爾沃基工程學院的3D列印實驗室支援許多增材技術，使其成為連接工業和教育的獨特模型。工業對功能性橡膠部件的需求量很大，特別是更堅硬的材料，具有工程級彈性，能夠制造復雜結構的材料。” ? Anewenter特別指出，Stratasys F123系列印表機的可溶性支撐有助于列印大型復雜部件。密爾沃基工程學院在FDM TPU 92A方面取得成功并沒有讓Anewenter感到驚訝，因為Stratasys只有經過嚴格審查，一切準備就緒后，才會向市場推出新產品。 Anewenter解釋道，“坦率地說，Stratasys為學生就業做準備的認證專案的全面性讓我們認識到自身在培養學生方面存在一些不足。作為對教育和工業合作的另一種肯定，這對工業有利，有助于培養未來的勞動力。許多聯盟成員對該認證項目非常興奮。這意味著公司將雇傭所需的自信的未來員工，以確保員工對增材制造具有全面的知識。最重要的是，這是學生以標準化形式表達知識的方式。行業和教育的合作是雙贏的,我們可以對學生進行增材方面的培訓,同時幫助聯盟成員將增材制造融入到他們的內部運營中，這種方式將為他們帶來利益。”

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鄧伍迪技術學院

鄧伍迪技術學院 (Dunwoody) 于 1914 年成立于明尼蘇達州明尼阿波利斯市，其愿景是提供專注于行業的嚴謹技術教育。作為該地區歷史最悠久，同時也是唯一一所非盈利性技術學院， Dunwoody 以其成功的方法享譽國際。

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