专家访谈：nTopology CEO 关于利用衍生式设计软件提升 AM 潜力

如今，工程师拥有大量先进的软件工具，可帮助他们解决增材制造中的复杂工程问题。其中一种工具是衍生式设计软件，它使用强大的计算来产生创新的设计变化。

当与 AM 结合使用时，衍生式设计有助于降低制造成本，同时创建高度复杂的轻型结构，如果不是不可能的话，传统工艺很难生产。

为了了解有关衍生式设计软件的更多信息，我们采访了总部位于纽约的 nTopology 公司的首席执行官 Bradley Rothenberg，该公司为 AM 和传统制造提供工程软件 nTop 平台。我们讨论了是什么让衍生式设计对 AM、软件互操作性和 AM 设计中令人兴奋的趋势至关重要。

你能告诉我一些关于 nTopology 的信息吗？

nTopology 是一家工程软件公司，成立于 2015 年。它的总部位于曼哈顿中心的纽约市。

2019 年，我们推出了 nTop 平台，让工程师能够设计出革命性的产品。

今天，我们的软件已被数百家工程公司的数千名工程师用于航空航天、汽车、医疗和消费行业最先进的项目。

nTop 平台与市场上已有的其他 3D 设计软件解决方案有何不同？

nTopology 采用了一种完全不同的方法来表示几何图形，它是一个方程，而不是 BRep 或网格。

现有的 CAD 工具最初是为了创建零件图纸而构建的，而我们的软件是从头开始构建的，用于根据工程要求制造零件。

nTop 平台中的几何图形被表示为一个方程，这使我们能够以极快的速度制作令人难以置信的复杂几何图形，然后从该“设计”中，我们可以创建一个可重复使用的工作流程，以便在设计发生更改时需要我们可以修改方程和几何更新，而不会出现重建错误。

为什么拓扑优化和衍生式设计等工具对增材制造过程如此重要？

衍生式设计允许工程师以手动试错无法实现的方式探索设计空间。它还允许工程师探索由于他们对材料和物理的理解而可能不直观的解决方案。

nTopology 的衍生式设计方法允许工程师查看和操作衍生式设计方程的每个参数。它不是一个“黑匣子”系统，您可以在其中上传一些设计约束并下载“解决方案”，而无法查看是什么驱动了几何图形，或如何修改它。

我们相信衍生式设计是一种帮助工程师探索和协作的工具，而不是一键式解决方案。

增材制造设计 (DfAM) 带来了新的机遇和挑战。您能否分享一些可以帮助刚接触 AM 的工程师和设计师开始使用 DfAM 的技巧？

我们建议从那些已经采用 AM 的人那里获得建议。

该行业经历了从原型制作、更换现有零件到增材制造实际设计的过程，我们看到我们的大多数客户都经历了同样的过程，现在正处于增材制造阶段的设计阶段.

了解每个流程都有截然不同的设计约束也很重要，因此了解您正在设计的流程至关重要。

宾夕法尼亚州立大学的詹妮弗·布拉肯 (Jennifer Bracken) 创建了用于激光粉末床融合的 GAPS 工作表是一个很好的例子，可以指导您的设计是否适合该过程。这涵盖了几何形状，但为了制作商业案例，我们建议您向有经验的人寻求建议。

哪些应用可以从衍生式设计和 AM 的结合中获益最多？

在 nTopology，我们看到在几个不同的流中采用了衍生式设计。一种是实验设计，运行脚本来创建数以千计的设计，然后进行模拟或物理测试。

另一个是对表面几何形状的探索，例如通过拓扑优化来帮助平衡重量与强度或刚度之间的权衡。

第三种情况是通过细观结构创造材料特性，无论是模拟医疗植入物中的骨密度还是优化散热方面的热特性。

虽然其中一些可以并且被我们的客户与其他制造技术一起使用，但增材制造最适合同时定义材料属性和几何形状的额外自由（或约束）。

我们在 3D 打印软件生态系统中看到的问题之一是缺乏更大的互操作性。你对此有何看法？

我们一直在 nTopology 努力工作，以与尽可能多的软件和硬件供应商合作。

没有一种文件格式可以解决所有问题，但鉴于我们与制造过程通信的数据的复杂性，我们认为为客户创建尽可能无摩擦的数据流至关重要。

我们采用了 3MF 格式，该格式在越来越多的交换场景中非常有效，并且可以导出 CLI 和 CLF 等切片格式以及位图堆栈甚至 CSV，其中可以包含激光速度和

我们还接受直接来自 ANSYS 和 ABACUS 等工具的原生 CAD、网格、模拟数据以及更模糊和自定义的格式，例如体素网格。越来越重要的是，我们可以通过命令行访问连接到 ModeFRONTIER、Python 以及 Excel 等工具。

数据交换是我们所做一切的核心。

您对 AM 中的任何趋势最感兴趣吗？

当我们看到设计从原型设计和研发实验室转移到关键的最终用途部件时，我们感到非常兴奋。

我们很高兴看到 nTopology 帮助解决工程师在使用传统 CAD 系统时面临的几何限制，从而以更高的效率实现更高性能的产品。

最后，我们很高兴看到越来越多地采用新的设计和工程方法来解决 AM 中每个不同流程的自由度和限制。

nTopology 的前景如何？

我们计划利用最近的资金来加速 nTop 平台的开发，并扩大我们在 AM 市场及其他市场的国际影响力。

虽然我们的许多最早的客户确实采用我们作为他们的 DfAM 工具，但一些的最大客户已经使用我们进行其他制造工艺，从注塑模具设计和复合材料叠层到在金属板上冲出数百万个孔。

您有什么最后的想法要与我们的读者分享吗？

我们要感谢大家迄今为止的所有支持，我们收到了很多很好的反馈，这些反馈直接推动了我们软件开发的路线图，以确保我们帮助从他们的先进制造工艺中释放出最大可能的价值。

我们很想见到你们所有人，但如果您想了解我们正在做的事情的最新信息，请访问我们的网站，因为我们每周都在不断举办快速演示，与我们的一些客户进行更深入的网络研讨会，以及合作伙伴以及定期举办 DfAM 系列，我们有来自世界各地的专家介绍他们的 AM 设计方法。

最后感谢 AMFG 有机会讨论我们心爱的主题。