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增材制造（3D打印）晶格模型自動(dòng)生成平臺(tái)｜晶格設(shè)設(shè)計(jì)軟件LuxStudio

增材制造（3D打印）晶格模型自動(dòng)生成平臺(tái) 晶格設(shè)設(shè)計(jì)軟件LuxStudio 精選16種不同晶格，可自由調(diào)整大小和桿徑粗細(xì)在線仿真和沖擊驗(yàn)證，兼具力學(xué)性能和可打印性全場(chǎng)景通用，薄殼設(shè)計(jì)不受限傻瓜式操作，云端服務(wù)，不挑配置如果你對(duì)以上產(chǎn)品有合作需求，可以掃描下方二維碼填寫信息，清鋒科技稍后會(huì)和您取得聯(lián)系登錄地址：https://studio.luxcreo.cn 市場(chǎng)電話：18600573362 官方網(wǎng)站：www.LuxCreo.cn 清鋒推出了一個(gè)面向增材制造的晶格模型自動(dòng)生成平臺(tái)——LuxStudio，不僅實(shí)現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)晶格的自動(dòng)生成，同時(shí)還是一款低門檻、不挑配置的“傻瓜式”通用型操作軟件。　　作為一款參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，LuxStudio能給產(chǎn)品帶來輕量化、晶格化、長壽命等性能方面的提升，簡(jiǎn)單快捷的操作也能夠節(jié)省人力，縮短設(shè)計(jì)、制造時(shí)間，實(shí)現(xiàn)更快交付。　　企業(yè)或者設(shè)計(jì)師還可以通過LuxStudio探索新的升級(jí)思路，用參數(shù)化設(shè)計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)制造，為產(chǎn)品或創(chuàng)意進(jìn)行測(cè)試、創(chuàng)新、迭代，甚至于商業(yè)化生產(chǎn)填補(bǔ)市場(chǎng)空白。　　目前，清鋒已有經(jīng)過驗(yàn)證并可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的消費(fèi)、醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用。　　LuxStudio應(yīng)用案例　　01透氣晶格結(jié)構(gòu)自行車鞍座升級(jí)傳統(tǒng)制造方式　　當(dāng)傳統(tǒng)發(fā)泡工藝頻繁遭遇瓶頸時(shí)，眾多廠商對(duì)于如何從其他維度提升自行車鞍座舒適度上開啟了新的技術(shù)探索。　　除了改變?cè)O(shè)計(jì)外觀將鞍座根據(jù)騎行用途進(jìn)一步細(xì)分，將鞍座晶格化再進(jìn)行3D打印成為了制造升級(jí)的新寵。　　鏤空晶格輕量化設(shè)計(jì)、透氣性高　　晶格結(jié)構(gòu)不僅可以實(shí)現(xiàn)鞍座鏤空這種透氣、輕量化的設(shè)計(jì)，提升騎行體驗(yàn)，還能根據(jù)產(chǎn)品不同需求賦予不一樣的外觀，滿足騎行者的視覺體驗(yàn)。　　此外，在產(chǎn)品開發(fā)周期上，晶格結(jié)構(gòu)搭配3D打印省去傳統(tǒng)開模制造的過程，進(jìn)一步加快了產(chǎn)品的迭代速度。　　然而問題來了：設(shè)計(jì)師不會(huì)參數(shù)化設(shè)計(jì)怎么辦？　　清鋒LuxStudio的優(yōu)勢(shì) 　　節(jié)省用人成本　　非參數(shù)化設(shè)計(jì)師也可以獨(dú)立設(shè)計(jì)晶格　　雖然參數(shù)化設(shè)計(jì)一直存在，但除了建筑行業(yè)以外，其他行業(yè)專業(yè)搞參數(shù)化的人員卻不常有甚至沒有。自行車坐墊行業(yè)就是一個(gè)接近“沒有”的案例。　　想要開發(fā)3D打印坐墊，專門從其他行業(yè)招聘一名參數(shù)化設(shè)計(jì)師，一是不好招，二是即使招進(jìn)來也需要很長的時(shí)間了解坐墊行業(yè)，這期間不僅損失掉很多時(shí)間成本；重要的是，可能錯(cuò)過了進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)機(jī)。　　而LuxStudio這款軟件，很好地為行業(yè)設(shè)計(jì)師和晶格化產(chǎn)品搭了一個(gè)橋梁。利用LuxStudio，行業(yè)里原有的設(shè)計(jì)師不需要學(xué)習(xí)參數(shù)化設(shè)計(jì)就能在平臺(tái)上進(jìn)行晶格化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。　　節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間　　自動(dòng)參數(shù)化設(shè)計(jì)，2分鐘搞定一個(gè)鞍座　　在軟件的操作頁上，所有功能都一目了然地集成在一個(gè)云端界面上，只需要拖動(dòng)鼠標(biāo)選擇你想要的晶格結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)后臺(tái)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，整個(gè)過程不到2分鐘。　　LuxStudio在數(shù)以萬計(jì)的晶格庫中進(jìn)行線性和非線性仿真，篩選出了16種能夠應(yīng)用于不同場(chǎng)景、不同打印工藝的晶格結(jié)構(gòu)，同時(shí)每一個(gè)晶格模型都做了晶格詳解，幫助設(shè)計(jì)者更快了解晶格特性。　　清鋒的3D打印自行車鞍座采用的是晶格庫中的規(guī)則桿徑（GH-1）排列組成。　　這種晶格結(jié)構(gòu)適合為鞍座進(jìn)行鏤空的輕量化設(shè)計(jì)，減重的同時(shí)也讓它擁有更好的回彈性和透氣效果，讓騎行更舒適；　　而且它的支撐力非常強(qiáng)、硬度高，能夠輕松承托起人體的重量，還不容易斷，相較于傳統(tǒng)的發(fā)泡技術(shù)壽命更長；　　縮短開發(fā)周期　　從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到開始量產(chǎn)快一周即可完成傳統(tǒng)熱成型工藝生產(chǎn)一款坐墊需要經(jīng)過設(shè)計(jì)-產(chǎn)品測(cè)試-迭代-開模-注塑生產(chǎn)等幾道流程。　　其中，測(cè)試過程一般需要1周左右，中間往往會(huì)有5-6次的迭代過程，而開模也需要一個(gè)月左右的時(shí)間，單是開發(fā)周期就要長達(dá)6個(gè)月左右。　　而通過晶格參數(shù)化設(shè)計(jì)的坐墊，只需要將自動(dòng)生成的模型發(fā)送到打印機(jī)，左右就能打印完成，大幅提高了產(chǎn)品的開發(fā)周期。　　此外，在產(chǎn)品本身設(shè)計(jì)方面，LuxStudio也在不斷升級(jí)，進(jìn)一步為產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦能。　　到今年第3季度，通過調(diào)節(jié)桿徑的粗細(xì)、密度，還能為鞍座的不同區(qū)域進(jìn)行分區(qū)軟硬設(shè)計(jì)（LuxStudio 第3季度上線功能），以此來適應(yīng)人體不同的坐骨形態(tài)，達(dá)到合理分壓的作用，減少腿臀摩擦帶來的不舒適感。　　目前，清鋒已經(jīng)聯(lián)合多家自行車廠商利用LuxStudio設(shè)計(jì)晶格化坐墊并開始銷售。想要嘗試參數(shù)化的設(shè)計(jì)師，可以行動(dòng)起來了！　　02 　　精準(zhǔn)定制醫(yī)療頸椎枕填補(bǔ)市場(chǎng)空白　　全球約3.49億人患有頸椎病，國內(nèi)頸椎病發(fā)病率為3.8%-17.6%，并呈現(xiàn)逐年上升及低齡化趨勢(shì)，已成為嚴(yán)重影響國民健康的疾病之一。　　而定制化的頸椎枕則是醫(yī)生在治療患者過程中的有效輔助手段之一。　　然而，醫(yī)生在找尋的“精準(zhǔn)定制頸椎枕”卻依然是一個(gè)市場(chǎng)空白。目前市面上的頸椎枕大部分是經(jīng)過醫(yī)生設(shè)計(jì)后，根據(jù)枕頭不同區(qū)域軟硬度的需求利用棉花、彈性顆粒等材料進(jìn)行“手工填充”制作而成的。　　這種手工定制化的頸椎枕往往制作周期長、使用壽命短，無法根據(jù)患者個(gè)人的頸椎實(shí)行精準(zhǔn)化適配。而且，傳統(tǒng)材料因?yàn)橹瘟η芳眩靡欢螘r(shí)間后很容易變形，與醫(yī)生初設(shè)計(jì)的軟硬度早已不匹配，滿足不了維護(hù)頸椎正常生理曲線的需求。　　因此，醫(yī)生還在尋找，尋找一款能夠“自動(dòng)化精準(zhǔn)定制”的頸椎枕解決方案。　　清鋒LuxStudio的優(yōu)勢(shì)自動(dòng)參數(shù)化“精準(zhǔn)定制” 　　支撐性強(qiáng)穩(wěn)定性高在一項(xiàng)由專業(yè)醫(yī)院骨科主任醫(yī)師、教授校審指導(dǎo)，針對(duì)“頸椎曲度異常”頸椎病患者的臨床研究中，3D打印頸椎枕有效糾正、恢復(fù)了患者的頸椎曲度，提高了頸椎功能，減輕疼痛，提高睡眠質(zhì)量。它可根據(jù)醫(yī)生要求，通過晶格模型自動(dòng)生成平臺(tái)LuxStudio來調(diào)整晶格粗細(xì)、密度和形狀，滿足不同患者的定制需求。　　內(nèi)部使用規(guī)則桿徑（GH-2）晶格結(jié)構(gòu)排列組成。因?yàn)闂U徑結(jié)構(gòu)相對(duì)分散，受力均勻，能夠很好地幫助肩頸放松，肌肉更為輕松自然沒有壓迫感；　　這種晶格結(jié)構(gòu)的回彈性很好，柔軟的同時(shí)也有足夠的承托力，能夠有效維持頸椎正常的生理曲度；同時(shí)不易斷，使用壽命長。更重要的是，清鋒的3D打印頸椎枕已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。　　醫(yī)生快速上手一鍵發(fā)送工廠，批量私人定制　　在使用操作上，LuxStudio的簡(jiǎn)單程度即使是醫(yī)生也可以獨(dú)立完成，導(dǎo)入模型后選擇晶格結(jié)構(gòu)即可完成生成，后續(xù)推進(jìn)到下一環(huán)節(jié)進(jìn)行一體化的批量定制生產(chǎn)，對(duì)癥下藥，讓治療更加精準(zhǔn)；　　產(chǎn)品上還可以定制名字、不同紋理等，滿足患者的視覺需求。　　未來，清鋒將會(huì)研發(fā)Pad版APP，根據(jù)患者頸椎數(shù)據(jù)可自動(dòng)生成模型和晶格，輔助醫(yī)生更快完成治療和定制。　　同時(shí)，清鋒也將規(guī)劃家居型枕頭的應(yīng)用，提供給家居品牌或者頸椎亞健康、想要改善狀態(tài)、提高睡眠質(zhì)量的大眾消費(fèi)者，小伙伴們可以期待一下。　　雖然參數(shù)化設(shè)計(jì)可能聽起來很遙遠(yuǎn)，但在設(shè)計(jì)師和企業(yè)眼中，參數(shù)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為讓創(chuàng)意變成真正可生產(chǎn)的應(yīng)用手段。例如，研究骨密度的醫(yī)療器材、　　航空航天的殼體、別出心裁的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等等，都可以用參數(shù)化進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新。　　期待越來越多的企業(yè)和設(shè)計(jì)師們通過LuxStudio和3D打印為我們帶來“好”的產(chǎn)品！　　關(guān)于清鋒科技(LuxCreo) 清鋒科技(18600573362)是一家專注于3D打印設(shè)備、軟件、材料研發(fā)，致力于改變產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)方式的數(shù)字化3D智造商。團(tuán)隊(duì)成員匯聚了清華大學(xué)、哈佛大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、賓夕法尼亞大學(xué)、劍橋大學(xué)等學(xué)府的高端技術(shù)人才和高管人才。團(tuán)隊(duì)研發(fā)出適配于不同行業(yè)的高性能材料體系（彈性體材料、韌性材料、齒科材料、耐高溫材料等），依托自主研發(fā)的Lux系列DLP光固化3D打印機(jī)、iLux Pro系列LCD桌面級(jí)光固化3D打印機(jī)和配套軟件，為鞋類、齒科、醫(yī)療、消費(fèi)、工業(yè)、科研等行業(yè)創(chuàng)新升級(jí)提供解決方案，打造兼具定制化和批量化的新型數(shù)字化制造模式及生態(tài)閉環(huán)，讓制造更簡(jiǎn)單！www.luxcreo.cn 歡迎關(guān)注清鋒公眾號(hào)：qingfengshidai了解更多專業(yè)信息。公司電話：010-63941626 公司郵箱：business@luxcreo.com 市場(chǎng)電話：18600573362 官方網(wǎng)站：www.LuxCreo.cn 公司地址：北京市海淀區(qū)建材城中路27號(hào)金隅智造工場(chǎng)S5幢1017

清鋒（北京）科技有限公司 2022-11-10

基于物聯(lián)網(wǎng)的塑料片材擠出機(jī)關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

主要技術(shù)內(nèi)容：（1）提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多電平 SVPWM 控制技術(shù)，研發(fā)了基于 FPGA 技術(shù) 的多電平 SVPWM 控制器，實(shí)現(xiàn)了塑料片材擠出裝備驅(qū)動(dòng)電源的高效性。采用神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)參考電壓矢量所在區(qū)域判斷及矢量作用時(shí)間計(jì)算，降低了計(jì)算量；將多電平 SVPWM 控制器集成到一片 FPGA 芯片上，為擠出裝備用交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制提供高性能的專用 SVPWM 控制器，可以直接與通用變頻器對(duì)接。（2）提出了分離型螺桿結(jié)合 CRD 分散混合器的高速螺桿技術(shù)，提升了擠出效率及效果；研發(fā)了塑料片材擠出螺桿高頻電磁感應(yīng)加熱裝置，有效降低了擠出機(jī)運(yùn)行能耗。將常規(guī)三段式螺桿設(shè)計(jì)成五段式，改變了傳統(tǒng)螺桿直徑對(duì)擠出產(chǎn)量的限制。在螺桿機(jī)筒外壁上纏繞電流線圈，線圈外再包覆隔熱層，線圈兩端連接控制線圈電流的高頻電源模塊；在常規(guī)加熱瓦加熱的基礎(chǔ)上，通過電磁感應(yīng)原理使螺桿產(chǎn)生熱量，使得螺桿及螺桿機(jī)筒同時(shí)加熱，縮短了機(jī)筒內(nèi)聚合物塑化時(shí)間、降低了能耗。（3）提出了面向塑料片材擠出成套裝備運(yùn)行過程的全息生產(chǎn)車間制造物聯(lián) 感知技術(shù)，開發(fā)了成套裝備運(yùn)行的全息感知系統(tǒng)。構(gòu)建了 RFID-WSN 數(shù)據(jù)采集集成網(wǎng)絡(luò)，提出了 LZM - WKPSO 優(yōu)化算法，在保證覆蓋率的前提下使干擾最小；借鑒昆蟲協(xié)作機(jī)理，提出了基于昆蟲協(xié)作機(jī)理的源節(jié)點(diǎn)選擇概率算法，最大化降低了網(wǎng)絡(luò)能量消耗。（4）提出了塑料片材擠出成套裝備多目標(biāo)柔性資源優(yōu)化調(diào)度模型，研發(fā)了塑料片材擠出裝備精益管控軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了成套裝備的高效能運(yùn)行。建立了多目標(biāo)柔性資源優(yōu)化調(diào)度模型，采用重力粒子群混合優(yōu)化算法進(jìn)行求解。按照 SOA 思想，設(shè)計(jì)了集成平臺(tái)；開發(fā)了塑料擠出成套裝備運(yùn)行功能模塊，并與底層全息車間無縫集成，形成塑料擠出成套裝備精益管控平臺(tái)。行業(yè)意義：本項(xiàng)目針對(duì)高效能塑料片材擠出裝備的關(guān)鍵技術(shù)取得了創(chuàng)新性成果，解決了我國塑料片材擠出裝備業(yè)目前普遍存在的高能耗、高污染、低附加值、低勞動(dòng)效率等問題，提升了塑料片材擠出裝備的自動(dòng)化與信息化水平，促進(jìn)了塑料片材擠出裝備的自動(dòng)化、信息化深度融合；完成了塑料擠出裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)上的跨越式發(fā) 展，極大地推動(dòng)了塑料擠出裝備產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由高消耗向高效率的轉(zhuǎn)變。獲獎(jiǎng)情況：2015 年獲中國商聯(lián)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。成果的技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性與先進(jìn)性: 目前市場(chǎng)上還沒有完全一樣的同類產(chǎn)品出現(xiàn)，國外主要有德馬克、克虜伯、巴頓菲爾,日本的住友重工等公司在致力于開發(fā)塑膠擠出裝備產(chǎn)品，但是他們開發(fā)的還是將單一系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合，無法從單機(jī)與成套裝備精益化管控兩方面集合提高系統(tǒng)的能效。由于本項(xiàng)目是從單機(jī)關(guān)鍵設(shè)備能效優(yōu)化設(shè)計(jì)和成套裝備精益化管控能效優(yōu)化設(shè)計(jì)兩個(gè)方面入手，開發(fā)料擠出成套裝備，產(chǎn)品具有能耗低、效率高等特點(diǎn)。綜上所述，本項(xiàng)目產(chǎn)品目前擁有先入的一定優(yōu)勢(shì)，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在技術(shù)方面無法與本項(xiàng)目產(chǎn)品直接競(jìng)爭(zhēng)。本項(xiàng)目產(chǎn)品具有如下技術(shù)和性能優(yōu)勢(shì)：（1）螺桿的速度從同行的 100 轉(zhuǎn)/分鐘提高到 200 轉(zhuǎn)/分鐘，擠出量從類技術(shù)的 200kg/h 提升 400kg/h；擠出效率的提升導(dǎo)致能耗降低 10%左右；同類技術(shù) 目前直徑 105mm 的螺桿需要配置 115KW 左右的電機(jī)，而本項(xiàng)目技術(shù)只需要配置 90KW 左右的電機(jī)，降低了能耗。（2）螺桿高頻感應(yīng)加熱裝置使得加熱系統(tǒng)能耗降低 15%左右；（4）克服了同類技術(shù)在高速混合擠出時(shí)混合效果差導(dǎo)致溫度不均衡、色差大等問題，提高了制品的品質(zhì)；（5）生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動(dòng)數(shù)采率 95%以上；（6）生產(chǎn)效率提高 30%左右；優(yōu)等品率提高 20%；產(chǎn)能提高 1.5 倍；（7）填補(bǔ)國內(nèi)針對(duì)塑料擠出裝備生產(chǎn)過程的精益化生產(chǎn)軟件的空白；（8）本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的閉環(huán)優(yōu)化，現(xiàn)有的 ERP、MES 系統(tǒng)則為開環(huán)控制；（9）本項(xiàng)目的軟件平臺(tái)有效提升了塑料擠出成套裝備的附加值。技術(shù)的成熟度: 相關(guān)技術(shù)已經(jīng)形成產(chǎn)品，在廣東達(dá)誠機(jī)械有限公司及其下游企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè) 化。項(xiàng)目成果轉(zhuǎn)化造價(jià)：130 萬元；投資預(yù)算：硬件成本（不包含塑料片材擠出機(jī)本體部分）85 萬元；軟件開發(fā) 45 萬元。成果應(yīng)用范圍：塑料包裝行業(yè)、包裝機(jī)械行業(yè)。應(yīng)用案例及單位：成果在廣東達(dá)誠機(jī)械有限公司等行業(yè)龍頭企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè) 化，并在廣東、江浙等地區(qū)的 10 多家塑料企業(yè)進(jìn)行了推廣應(yīng)用。經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益：項(xiàng)目成果能夠有效降低能耗 25%，提高生產(chǎn)效率 30%左右，使得企業(yè)投資效益大幅度提升。近 3 年來，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，累計(jì)新增產(chǎn)值約 67206 萬元，新增利潤 5040 萬元，新增稅收 2872 萬元。項(xiàng)目成果解決了我國塑料片材擠出裝備業(yè)目前普遍存在的高能耗、高污染、低附加值、低勞動(dòng)效率等問題，提升了塑料片材擠出裝備的自動(dòng)化與信息化水平，促進(jìn)了塑料片材擠出裝備的自動(dòng)化、信息化深度融合；完成了塑料擠出裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)上的跨越式發(fā)展，極大地推動(dòng)了塑料擠出裝備產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由高消耗向高效率的轉(zhuǎn)變。

江南大學(xué) 2021-04-13

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