为确保汽车座椅在急刹车或碰撞时起到安全保护的作用,汽车座椅需要保留厚重的设计,但是该设计不能满足汽车轻量化的要求和良好的散热性能。丰田汽车针对这些问题,从拓扑优化和3D打印技术入手,对汽车座椅的设计做了一些改变。

在这方面,丰田汽车设计了一款轻量化的3D打印汽车座椅,拓扑设计的座椅模型被轻量化汽车座椅转换成STL3D打印文件。但是由于该文件非常庞大,为了进行更有效的3D打印管理和输出,对该文件进行了进步的优化。

第一步是使用magics软件读取与优化座椅承重的密度,然后,使用3- matic软件设计出一个全新的球休结构,以消除任何额外的边悬空,并且单独设计了一个弹性梁到座椅的支撑部分,以增加驾驶人员的舒适感。低重力密度区域的镂空处理具有两方面的益处。

一方面,创造了更好的散热能力;另一方面,节省大量的材料。最终,汽车座椅的减重高达72%,比上一代设计轻了18kg。

在这个应用案例中,3D打印技术与拓扑优化设计的高度契合再一次体现出来,座椅中复杂的偻空结构通过传统制造工艺会面临成本过高甚至是无法制造出来的问题,3D打印技术顺理成章地成为这个拓扑结构座椅的制造方式。