Heat Exchanger（熱交換器）をモデリングし、Nodiでモデリングした形状を実際にプリントする機会がありました。
この記事では、そこで得た学びを紹介します。
まずは基本形状をモデリング
外部形状（Outer）と内部形状（Inner）をそれぞれモデリングし、両者を組み合わせる方法で全体を作りました。 外部形状は外殻と入口・出口の配管を、内部形状はジャイロイドによる熱交換部を含む流路を担っています。
オーバーハングをチェック
形状ができたら、Overhangノードでオーバーハングを確認します。 赤く表示されている箇所がオーバーハングの大きい箇所で、Inletの配管やジャイロイドと天井の接続部などに問題が見つかりました。
果てしないオーバーハング変更
終わった！と思っても、次から次へと修正点が出てきます。
Inletをティアドロップ形状に
Inlet部分の筒形状は、断面が円のままだと上面が大きなオーバーハングになってしまいます。 これを抑えるため、断面の上側を尖らせたティアドロップ形状にしました。
ジャイロイドと天井の接続を丸める
ジャイロイドが天井と角張った形で接続していると、その部分がオーバーハングになります。 ジャイロイドのオーバーハングをなくすために、天井との接続角を丸めました。
厚みのコントロール
Innerの中でも、コーン部分より上は厚く（2mm）、それより下は0.5mm程度の肉厚になるようにしています。 熱交換を担う部分は薄く、それ以外の部分は厚くしつつ、両者の間はImplicit Rampをかけて厚みが連続的に変化するようにしました。
袋小路を避ける
完全に閉じた空間を作ると、造形後に内部の粉が抜けなくなってしまいます。 今回は中央の筒の内側（赤斜線部）が閉じた空間になっていたため、端部を開放して粉の抜け道を確保しました。
Hello Island
最後にもう一つ問題が。下に向けてGyroidを作ると、離れ島が生じてしまいます。 下にオブジェクトがない状態で突然印刷領域が生じると、粉が飛び散ったり、表面が荒れたりする原因になります。 これを、Gyroidの起伏を小さくして調整する必要があります。
最後に
ここまで、Heat ExchangerをNodi上でフルスクラッチで作る手法を紹介しました。
Nodiでは、設計向けのCAD・CAEのパッケージソフトウェア販売から、このように積層造形をはじめとして、特定の製造方式に特化したエンジニアリングサービスに取り組んでいます。
ご興味のある方は、ぜひ一度ご連絡ください。