為確保汽車座椅在急剎車或碰撞時起到安全保護的作用,汽車座椅需要保留厚重的設計,但是該設計不能滿足汽車輕量化的要求和良好的散熱性能。豐田汽車針對這些問題,從拓撲優化和3D打印技術入手,對汽車座椅的設計做了一些改變。

在這方面,豐田汽車設計了一款輕量化的3D打印汽車座椅,拓撲設計的座椅模型被輕量化汽車座椅轉換成STL3D打印文件。但是由于該文件非常龐大,為了進行更有效的3D打印管理和輸出,對該文件進行了進步的優化。

第一步是使用magics軟件讀取與優化座椅承重的密度,然后,使用3- matic軟件設計出一個全新的球休結構,以消除任何額外的邊懸空,并且單獨設計了一個彈性梁到座椅的支撐部分,以增加駕駛人員的舒適感。低重力密度區域的鏤空處理具有兩方面的益處。

一方面,創造了更好的散熱能力;另一方面,節省大量的材料。最終,汽車座椅的減重高達72%,比上一代設計輕了18kg。

在這個應用案例中,3D打印技術與拓撲優化設計的高度契合再一次體現出來,座椅中復雜的僂空結構通過傳統制造工藝會面臨成本過高甚至是無法制造出來的問題,3D打印技術順理成章地成為這個拓撲結構座椅的制造方式。