美国宾夕法尼亚州立大学：使用Geomagic Design X，Control X 和 3DXpert 辅助增材制造教学

宾夕法尼亚州立大学 Geomagic 合作，通过动手实践增加学生从设计到后期处理的增材制造经验。 美国宾夕法尼亚州立大学教学需求 宾夕法尼亚州立大学是从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与设计工程硕士（MEng AMD）项目。该项目的特色之一是它不仅招收全日制学生，还招收在职工程师，后者用过宾夕法尼亚州立大学世界校区（网络虚拟校区）在线完成学习。 为帮助学生成为技术专家将其所学的增材制造知识用于实践，该项目将多学科理论知识与亲身实践相结合，学生们可在宾夕法尼亚州立大学增材制造车间获得实践经验。   所有学生都必须接受实验室课程，学习从设计到后期处理的整个增材制造工作流程，获得相关经验，而且参加该项目的大多数学生都在为行业领先的打算进军增材制造领域的企业工作。 “为实验室课程选择合适的教学道具真的挺难的，” Timothy W. Simpson教授说道，他是增材制造与设计硕士项目主任兼创新金属加工-直接数字化沉积中心（CIMP-3D）的联合主任。“一方面，我们希望学生能够体验到他们将来工作会用到的最专业的软件工具，获得良好的实际动手经验。另一方面，这些软件工具必须非常容易学习和使用，因为学生在学校呆的时间很有限，” Simpson 补充道。 “我们发现3DXpert教学版、Geomagic Design X 和Geomagic Control X 软件是相当合适的教学软件，它能够教会学生如何通过三维扫描创建模型，准备和优化用于打印的3D CAD模型，并检测成品质量，课程老师和学生都对他们的功能和易用性印象深刻。”     增材制造实践：从概念到工作模型     我们的实验室课程项目之一是打印一个用金属制成的斯特林发动机，采用增材制造提高现有的功能装配模拟真实世界的发动机功能。由于时间限制，学生们扫描了一些运行中的斯特林发动机模型，使用Geomagic Design X 逆向工程软件技术作为其学习起点而非从头开始。然后创建一个参数化的、基于特征的、可编辑的实体模型，并将其导入到CAD系统中。   通过的标准是观察学生是否能够获得一个能够正常运行的模型，其转速RPM（每分钟速率）等参数能够比得上原始模型甚至更为优越，同时还要整合增材制造的优势，比如零部件更为牢固，重量更轻等。学生必须使用不同速度和等级的激光来进行后期处理，对不同体积的网格结构进行金属增材制造设计和生产。     宾夕法尼亚州立大学 增材制造实验室实践课程概要   学生Joseph Fisher、Ryan Henderson、Adnen Mezghani、Nicholas Nace和Nate Watson完成了该项目的下述流程：   对一台运行中的斯特林模型进行扫描，使用Geomagic Design X进行逆向工程操作。 将数据上传到CAD软件进行处理和设计更改。 将原始CAD数据（边界表示模型）导入到3DXpert。 进行打印可行性分析，使用3DXpert进行打印准备工作。 使用一台塑料3D打印机进行CAD模型原型打印，确保其标称和组件功能都是精准的，且很好地体现了3D打印概念。 使用3DXpert对CAD模型进行设计和优化，以便进行3D金属打印：- 进行打印可行性分析 - 添加要在后期处理过程中移除的材料（机加工偏置） - 设置最佳的零部件打印方向 - 使用网格结构减少材料使用量，增加美学效果 - 设置支撑结构，消除变形 - 为零部件添加标签 - 设置打印参数 - 将多个零部件在托盘进行排版布局 - 发送到打印机。 使用位于宾夕法尼亚州立大学CIMP-3D实验室的ProX DMP 320打印机，采用钛金属（Ti6Al4V）和不锈钢（316L）材料打印优化后的模型。 进行所需的后期处理操作，完成每个增材制造部件的制作。 组装斯特林发动机部件。 用Geomagic Control X 检测部件确保其满足所需的设计目的。 运行发动机，检查运行结果，将增材制造模型与原始模型进行对比。   项目成果     该项目让学生清楚了解到增材制造设计工作（DfAM）的重要性，并学会如何在打印之前设计和优化模型。在设计阶段，学生能感受到加入增材制造后带来的变化，也能体会到不同的设计对后期处理的影响。 所有团队都达到了该课程的通过标准，使用的零部件数量降低，大幅减少了发动机的体积和重量，且极大地提高了发动机零部件的稳固性。   尽管学生时间有效无法对项目进行进一步优化，且后期处理经验很少甚至近乎于无，但他们还是能够取得了很好的表现，新模型相较原始模型重量更轻，使用的零部件更少，且装配步骤也少。我们的团队将所用零部件数量降低了45.8%，重量减少了43.3%。第二个团队将零部件数量减少了21.8%，但重量减少了71.6%。   对学生而言，在真实场景中重新设计增材制造零部件是一个很棒的学习体验。体验了整个增材制造工作流程后，学生能够了解到增材制造软件中不同功能的重要性。   “学生们深深地被3DXpert和Geomagic 软件的新功能迷住了，因为它融合了所有逆向工程、3D打印设计、优化和制造以及三位检测的功能。”  —— Guha Manogharan，宾夕法尼亚州立大学机械工程助理教授。   他进一步补充道，学生们尤为关注软件的下述功能：- 能够通过逆向工程快速扫描到复杂几何图形并生成点云数据模型。- 能够自由使用基础版CAD格式（例如STEP或IGES），直接应用网格到模型上，这是一个很大的优势。最重要的是，他们还可自行进行某些更改工作，无需从头开始建模。- 能够建立支撑结构并对其进行控制，取得想要的结果，例如将后期处理需求最小化，减少关键面的支撑需求。   随着大家对增材制造专业知识的需求越来越多，参加该硕士项目的学生人数也不断增加，宾夕法尼亚州立大学将继续在其课程中使用3DXpert，Geogmagic Control X 和 Geomagic Design X 软件。     关于 3DXpert（DfAM）    在一个软件环境内完成增材制造设计和工艺设置。 通过先进的端到端增材制造设计 (DfAM)  最大限度地提高效率和创新，并为工业零件设计和增材制造建立数据处理能力。 借助 3DXpert，设计师在有充分的设计自由度的情况下设计满足增材制造生产的功能性结构。    关于 Geomagic Control X     作为专业计量软件，Geomagic Control X 基于3D扫描技术，更快速、更全面、随时随地捕获并测量数据，对零件进行3D扫描和检测的速度比使用三坐标测量仪快 7 倍，且用户根据节省的时间和人力报告检测成本降低多达 80%。     关于 Geomagic Design X     利用逆向工程软件（结合了基于历史的 CAD 与 3D 扫描数据处理）对实物部件进行逆向工程，将其转化为数字参数 CAD 模型，以实现最优结果！   源文摘自：Oqton

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宾夕法尼亚州立大学利用SAF技术为年轻女性搭建STEM课程

2月25日，数位6至12年级的学生齐聚在宾夕法尼亚州立大学校园，参加了支持年轻女性加入STEM职业的活动——ENVISION。ENVISION活动邀请了宾夕法尼亚州的工程师、数学家、科学家和技术专家来进行演讲，激发和鼓励女孩们对STEM领域的学习兴趣。此外，学生们还应邀参加了科学实践活动。在这些实验中，H350™3D打印机和SAF技术起到了重要作用。     ENVISION找到了TriMech为这场活动打印所需的3D部件，TriMech是一家为设计师、工程师和制造商提供技术和商业解决方案的合作伙伴。而TriMech也举办了名为“女孩们！来设计世界（和太空）”的科学实验，让学生们动手组装了火星探测车。   TriMech在拥有多台3D打印机的情况下，选择了采用SAF技术的H350打印机来完成这次3D部件的打印工作。   这是因为SAF技术能够在较短时间内完成交付、在单次打印中嵌套多个零件且打印成本相对较低。此次使用H350打印了火星探测车的多个零部件，包括车轮、支架和车身。   用H350打印的火星探测车部件     “能够指导年轻女性并分享STEM职业的案例是一件非常有意义的事情。今年是她们自疫情以来第一次回到ENVISION活动，我希望我自己和TriMech的其他工程师们都能够参与其中，成为工程领域女性的榜样。”   ——Heather Dawe-Rose TriMech解决方案执行专员     这些零部件很容易使用GrabCAD进行嵌套，并在数小时一次性完成打印工作，一夜之间就能得到36辆待组装的火星探测车模型。   归功于按时完成打印的火星探测车零部件，在一天内成功举办了三场活动，TriMech对此感到十分高兴。当天这些学生按照年龄被分为了若干小组，Heather Dawe-Rose带领每个小组成功完成了这次的科学实验，61名学生都获得了各自的火星探测车组装套装。     源文摘自：Stratasys

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宾夕法尼亚州立大学硕士项目的学生通过Oqton的3DXpert和Geomagic软件获得AM专业知识

宾夕法尼亚州立大学(Penn State)是增材制造(AM)技术研究和教育的领先学术机构之一，提供独特的增材制造和设计工程硕士(MEng AMD)项目。这个项目的独特之处在于，它可以通过宾夕法尼亚州立大学世界校区在线提供给在校学生和在职工程师。为了帮助学生成为技术专家，将有价值的am知识带到他们的工作场所，该计划将多学科的理论知识与在宾夕法尼亚州立大学AM设施中获得的实践经验相结合。所有学生(其中大部分在处于将AM纳入其设施的不同阶段的领先公司工作)都必须参加动手实验课程，在该课程中，他们将体验整个AM工作流程——从扫描到CAD、设计、构建准备、3D打印、检查到后处理。 “为实验室课程选择工具是一个真正的挑战，”增材制造和设计研究生项目主任兼直接数字沉积创新材料加工中心(CIMP-3D)联合主任Timothy W. Simpson教授说。“一方面，我们希望他们体验在工作场所会遇到的最专业的软件工具，并给他们良好的实践体验。另一方面，由于学生在校园里的时间非常有限，这些工具必须相对容易学习和使用，”辛普森教授补充道。   “我们发现了 3DXpert 教育版， Geomagic Design X，以及Geomagic Control X宾夕法尼亚州立大学机械工程助理教授Guha Manogharan博士说:“是最合适的软件解决方案，可以教我们的学生如何扫描模型，准备和优化打印，并检查它。”Manogharan教授补充道:“课程员工和学生都对3DXpert、Geomagic Design X和Geomagic Control X的功能和易用性印象深刻。 AM在行动:从概念到工作模型   实验室课程项目之一是打印一个工作的、基于金属的斯特林发动机，模拟现实世界中增强AM现有功能组件的例子。学生们使用Geomagic Design X等逆向工程软件扫描正常工作的斯特林发动机模型，作为起点，而不是从头开始，然后创建一个参数化的、基于特征的、可编辑的实体模型，并将其导入CAD系统。   通过/失败标准是实现一个工作模型，该工作模型匹配或超过原始模型的性能，如旋转RPM(每分钟转数),同时集成AM的优点，如零件合并和重量减轻。学生必须使用不同的激光速度和功率来实现先进的金属AM设计和制造技术，从体积晶格结构到后处理操作。 在3DXpert中准备和优化重新设计的Sterling发动机模型   宾夕法尼亚州立大学AM动手实验课程的项目大纲   学生们——Joseph Fisher、Ryan Henderson、Adnen Mezghani、Nicholas Nace和Nate Watson——完成了项目的以下步骤:   使用Geomagic Design X扫描工作中的Sterling模型和/或使用CMM(坐标测量机)进行逆向工程。 将参数模型数据上传到CAD软件中进行处理和设计更改。 已将原生CAD数据(B-rep)上传至3DXpert。 使用3DXpert执行可打印性检查并准备打印。 使用塑料3D打印机打印CAD模型的原型，以确认名义和组件特征是准确的，并获得概念证明。 使用3DXpert为金属3D打印准备和优化CAD模型: a.已执行印刷适性检查 b.添加了在后处理过程中要移除的材料(加工偏移)。 c.为打印设置最佳零件方向。 d.使用网格结构以减少整体材料用量并提高美学吸引力。 e.设置支撑结构以消除变形。 f.通过添加标签定制零件。 g.设置打印参数并切片。 h.构建托盘上排列的部件。 I .送去印刷。 在位于宾夕法尼亚州立大学CIMP 3D实验室的3D Systems ProX DMP 320打印机上打印了钛(Ti6Al4V)和不锈钢(316L)的优化模型。 执行完成每个AM组件所需的后处理操作。 组装斯特林发动机部件。 使用Geomagic Control X等检查软件检查构建，以验证它是否与预期设计相匹配。 通过操作发动机并测量其性能，将AM模型与原始模型进行了比较。   3DXpert中重新设计的热交换器 3DXpert中重新设计的基于晶格的基础   项目成果   从这次练习中最重要的收获是清楚地理解了面向增材制造的设计(DfAM)的重要性，以及在交付印刷之前准备和优化模型的重要性。学生们体验了在设计阶段考虑AM因素以及设计决策对后处理操作的影响。   所有团队都达到了课程的及格标准，并通过使用比原来更少的零件来大幅减少体积和质量(重量)，从而大大整合了每个发动机设计中的零件。尽管学生们只有非常有限的时间来优化项目，并且在后处理操作方面几乎没有经验，但他们能够以更轻的重量、更少的零件和组装步骤实现与最初两个模型相匹配的性能结果。一个团队将零件数量减少了45.8%，重量减轻了43.3%。第二个团队将零件数量减少了21.8%，但重量却减轻了71.6%。   对于学生来说，通过真实场景为AM重新设计零件是一次很好的学习经历。当他们经历整个AM工作流程时，他们能够体会到AM软件中不同功能的关键作用。   学生们对3DXpert和Geomagic软件的功能印象深刻，他们的解决方案整合了AM的所有方面，如逆向工程、建模、设计、准备、优化和制造控制。   Guha Manogharan博士   宾夕法尼亚州立大学机械工程助理教授   他补充说，他们特别指出了以下能力:   能够快速生成复杂几何形状逆向工程零件的点云数据扫描。 一个主要优势是可以自由使用STEP或IGES等原生CAD格式，并将lattice直接应用于模型中的任何特征。当学生们不得不实现一些改变而不必从头开始建模时，他们学会了更加欣赏它。 能够创建支撑并控制支撑以实现所需的结果，例如最小化后处理和消除关键表面上的支撑。 随着对专业AM知识需求的不断增长，报名参加MEng AMD项目的学生数量也在不断增长，宾州州立大学将继续扩大使用 3DXpert, Geomagic Control X，以及 Geomagic Design X在它的课程中。   源文来自：opton

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美国康涅狄格州大学生用Geomagic软件调整SAE方程式赛车设计，效率倍增！

美国康涅狄格州大学用Geomagic Design X和Wrap软件调整SAE方程式赛车设计，从预期的6个月缩短到1个月完成。

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韦伯州立大学利用复合材料打印技术制作高强度模具

韦伯州立大学高级研究和解决方案中心作为当地的创新和合作空间，主要为航空航天、国防和高级材料领域提供服务。此外，该中心还提供包括增材制造在内的研发资源，可为学生提供学习和实践的机会。     挑战 为了给学生和本土产业提供最佳机会取得成功，他们需要有当前的新兴技术加持，如增材制造。而韦伯州立大学目前的增材制造技术依赖于老式3D打印机，不仅运行缓慢、成本高昂，而且材料选择也很少。这让该中心在满足学生和本土产业需求方面倍受限制。   解决方案 为了提升3D打印技术能力，韦伯州立大学购买一台 Stratasys F370®CR 复合材料打印机，壮大其生产制造设备阵容。F370CR可以打印两种复合材料和其他几种工程级热塑材料。复合材料包括FDM® Nylon-CF10和ABS-CF10，内含10%的短切碳纤维，增加了强度和刚度。 由Nylon-CF10制造的飞机校验工具   效果 F370CR打印机让韦伯州立大学拥有了与时俱进的3D打印技术，该打印机提供复合聚合物等更多材料选择。F370CR简单易用且打印性能始终如一，为用户提供了更加快捷可靠的方法来制定3D打印解决方案。最终帮助该中心实现目标——为学生和客户提供出色的创新工具。   由Nylon-CF10制成的螺栓取出器  

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Stratasys 3D Fashion解决方案帮助香港理工大学成功解锁时尚设计新思路

成立于2017年的香港理工大学三维打印技术中心实验室 (U3DP)，致力于为学校的研究者和教师、学生们提供全方位的3D打印机技术支持，以技术转型帮助优化教学工作和学术研究。 近期，该中心正在进行一项名为“基于纺织品3D打印的时尚设计探索”的实践研究项目。为突破材料限制，找到粘合刚性聚合物和柔软织物最有效的方法，进而实现不同织物服装的个性化设计，他们联系Stratasys并引入其亚洲首款专为时尚设计领域打造的3D打印机——J850™ Prime FabriX™。 “我们想要通过Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印机解决不同材料间表面附着力差的问题，同时我们希望打印出的产品是可直接清洗的。” ——U3DP 据中心负责人介绍，Stratasys 3D打印机一直以来以操作简便、用户体验良好著称，这让教研人员得以在很短的时间内便可熟练掌握如何使用这款全新的3D打印机。此外，该机型所使用的GrabCAD软件也非常用户友善。   Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印机是一款端到端的多功能打印机，可在柔软、平坦的基材（如纤维、碳纤维、柔性聚合物、聚酯树脂、网状物、帆布等）上进行列印，同时确保打印出的原型呈现出高保真色彩和栩栩如生的质感。设计师们应用需求不一而同，Stratasys 3D Fashion解决方案都能一一满足，且能够最大限度地缩短产品上市的时间、并减少原型材料的浪费。   作为全球顶尖的高校3D打印实验室之一，U3DP共配备有40套不同类型的3D打印机——包括适用于特定应用场景的金属粉末打印机、陶瓷打印机、气溶胶喷射打印机、3D生物打印机和其他工业打印机，如大型FDM打印机、树脂基DLP打印机、SLA打印机和PolyJet打印机等。 该校使用3D打印技术支持研究教学工作已有十余年的历史，U3DP也因此积累了丰富的成功案例，如采用3D打印的手术模拟器、防病毒手柄和用于管理青少年特发性脊柱侧弯的脊柱矫正器等。 如今，伴随着Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印机的全新引进和对时尚设计领域的研究探索，该中心可实现在不同厚度、不同材料的织物上直接打印不同图案和颜色的巨大突破，让服装设计变得更加自由和立体化。 而Stratasys J850 Prime FabriX 3D打印机的推广应用，也彰显出Stratasys进军时尚设计行业的又一大进步。通过对新材料、新应用场景的开发，Stratasys 3D时尚解决方案将不断重塑传统时尚设计，为服装领域“量身定制”更多优秀作品。 源文摘自：stratasys

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Stratasys助力香港理工大学夺发明奖

在第十三届国际康复工程及辅助技术大会 (i-CREATe 2019) 上，来自香港理工大学的团队凭借一个名为 “Snaker勺子 “的发明获得金奖。 

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密尔沃基工程学院

密尔沃基工程学院（MSOE）坐落于密尔沃基市中心，拥有2900名学生，与47家制造企业有业务往来，其中包括Kohler、Snap-on Tools、Baxter Medical和Master Lock。 27年前，密尔沃基工程学院面临着增材实验室建成投产所需50%的资金缺口，因此增材实验室联盟应运而生。该学院与工业界接洽，并就增材技术方面展开了合作谈判。最终，学院共争取到四个创始合作伙伴，每个合作伙伴为实验室提供运营所需资金的八分之一。作为回报，学院将为其提供非竞争的、可共用的实验室使用权。目前，联盟的各个成员每年向学院支付会费，他们有权按按规定使用实验室，也有权获得实验室在增材制造方面的专业知识和技能。     密尔沃基工程学院快速成型联盟的负责人Vince Anewenter表示，通过实践获得知识，并且专注于应用程式开发、教育和培训，这对于行业和教育都具有重大价值。 Anewenter说道。 “我们作为资讯提供者，说明企业了解新技术，学习增材制造设计，并以我们所说的‘经济工程’方式培训学生，这是改进某些东西并确保经济可行的过程。今天的制造业与20年前完全不同，对于学校来说，3D列印方面的课程是必须有的。密尔沃基工程学院的3D列印实验室支援许多增材技术，使其成为连接工业和教育的独特模型。工业对功能性橡胶部件的需求量很大，特别是更坚硬的材料，具有工程级弹性，能够制造复杂结构的材料。”   Anewenter特别指出，Stratasys F123系列印表机的可溶性支撑有助于列印大型复杂部件。密尔沃基工程学院在FDM TPU 92A方面取得成功并没有让Anewenter感到惊讶，因为Stratasys只有经过严格审查，一切准备就绪后，才会向市场推出新产品。 Anewenter解释道，“坦率地说，Stratasys为学生就业做准备的认证专案的全面性让我们认识到自身在培养学生方面存在一些不足。作为对教育和工业合作的另一种肯定，这对工业有利，有助于培养未来的劳动力。许多联盟成员对该认证项目非常兴奋。这意味着公司将雇佣所需的自信的未来员工，以确保员工对增材制造具有全面的知识。最重要的是，这是学生以标准化形式表达知识的方式。行业和教育的合作是双赢的,我们可以对学生进行增材方面的培训,同时帮助联盟成员将增材制造融入到他们的内部运营中，这种方式将为他们带来利益。”

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邓伍迪技术学院

邓伍迪技术学院 (Dunwoody) 于 1914 年成立于明尼苏达州明尼阿波利斯市，其愿景是提供专注于行业的严谨技术教育。作为该地区历史最悠久，同时也是唯一一所非盈利性技术学院， Dunwoody 以其成功的方法享誉国际。

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