拓扑优化+3D打印 韩国推轻量化电动微型概念车

据外媒报道，韩国设计公司KLIO Design推出了一款名为“Open structure Mobility Concept”的微型电动概念车，其采用3D打印技术定制车身，共享车辆架构平台，进而实现结构拓展，为个人用户、商业用户及社会公共交通部门提供了开放式的车辆结构。

如今，环保型车辆也采用了开放式结构这一设计理念。当前业内的设计重心普遍放在零排放技术上，但KLIO Design却坚信，车辆设计的重心应放在环保方面，使车辆对环境的影响降至最低。

该设计公司表示，应鼓励新消费模式、采用模块化功能设计、变更车辆的外观与功能，进而降低汽车废品对环境造成的影响。

拓扑优化（Topology optimisation）KLIO Design一直致力于形态建成（morphogenesis）数学算法，该单词源自于两个希腊单词——形象（morphê）和起源（genesis）。KLIO Design将从生活中获得的灵感应用到设计中，借助该数学算法生成各类结构样式（structural pattern），其迭代运算（iterative operation）会持续进行，直至剩余成分的相对密度达到1。换言之，该方法旨在确定最优的原材料分配。执行拓扑优化旨在找寻设计变量（design variables）——有限元素的密度（density of finite element），进而满足目标函数（质量下限，minimum mass），设计团队需要考量设计域（design domain）内的限制因素——安全系数（safety factor）。基于拓扑优化，该团队创建了优化后的（质量最小化）车身结构形态，可应对外力（行驶时车身所承受的载荷），并为该款概念车的初始形状设计提供指导意见。同时，该设计团队还认真考虑了车辆所面临的各种状态，如：静态、变速行驶、穿过减速带（speed bumps）、加速或制动甚至侧翻等极端情况，并计算出设计区域所受的外力数值。该公司随即采用拓扑优化技术，对上述各驾驶情况进行计算分析，然后合并归纳其计算结果。最后，该设计团队对车辆的外观进行了简化及分析，为该款概念车的初始设计形态制定了设定准则。
定制化的试验模型该款概念车帮助KLIO Design创建了试验模型，可根据乘客数量定制化设计，也可以根据其用途（个人使用、公用及商用）定制设计。该款概念车的动力总成被集成到车身底座，由一台构造简单的电动车系统构成，且各部件的尺寸已缩至最小，以便根据需要实现性能升级并提升其续航里程数。该车辆通过集成逆变器（integrated inverter）/变频器控制单元（converter control unit）来实现对车辆的操控。目前，KLIO Design采用3D打印技术制作了该车型的缩放模型及实体车型，后者由塑性粉末材料（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）制成。用于制作该款车型的3D打印设备性能优异，其打印速度及分辨率均处于最高水平，而材料损耗率几乎接近于零。该设备主要被用于铸件制造，可实现快速成形，这是传统计算机数控（CNC）制作方法所无法比拟和实现的。该设备适用于设计评估，预计未来将在设计界得到广泛应用。由于担心该款试验车型因材质问题而导致损坏，故而未对车身喷涂彩漆，该款概念车的原型车主要由车辆的上部车身（未进行试驾测试）及车身底座（已进行试驾测试）两大部分组成。