生成设计是一种模拟自然进化设计的计算设计方法。设计师将其设计目标和参数输入到生成设计软件中，该软件使用云计算来探索和测试所有可能的解决方案，并为不起作用的方面生成替代方案。然后设计人员选择最适合该项目的解决方案。工程公司Arup一直使用生成设计来创建轻量级、复杂的结构，其最近的项目受到了很多关注。

Arup因悉尼歌剧院以及世界各地的其他几个地标闻名遐迩，最近他们被要求为Hague的一条购物街设计三个大型时态结构。与照明相结合的结构称为“城市吊灯”，共有1,600个将电缆连接到支柱的金属节点。由于结构的形状不规则，大多数节点形状不同。

为此，Arup不仅使用了该项目的生成设计，还实施了他们已经融入其中的其他技术：3D打印。虽然3D打印已经存在了一段时间，但它主要是3D打印混凝土。 3D打印的金属结构元素仍然是新的，而该技术使Arup能够创建个性化的、不同设计的元素。

Arup在使用3D打印方面遇到了一些问题：总体而言，3D打印机构建室仍然相对较小，打印1600个是一个缓慢的过程。此外，费用也很高，监管也是一个问题。施工安全标准仍然不允许3D打印金属部件处于关键位置。所以，Arup开始研究如何使用3D打印的好处，并减轻其缺点。

该公司与3Dealise（一家服务部门）合作。3Dealise主要为客户使用3D打印和扫描、逆向工程和快速制造等技术设计产品。在其他设备中，3Dealise拥有一台巨型沙3D打印机，来自ExOne的S-Max，并将其用于3D打印其中一个节点的模具。然后，他们与铸造厂合作，采用混合方式生产铸件，将3D打印的优势（如设计自由度、准确性和较短的交货时间）与传统制造的优势（例如生产大件物品和监管的预批准能力）相结合。

3Dealise和Arup使用的过程显示了几个好处：混合方法在技术和经济上都是可行的，与传统的设计方法相比，生成设计方法将重量减轻了75％。与金属3D打印相比，交货时间更快、成本更低，而且使用更少的材料，更加可持续。

“目前，正在发生一个有趣的转变。最初的重点是打印最终产品，而3D打印正处于生产过程的早期应用阶段，”Arup高级设计师SaloméGaljaard说。 “目的是充分利用3D打印的优势，而不会在生产中仍然考虑所受到的限制。”

该项目对于3Dealise来说也是一个挑战。由于节点生成设计的复杂性，常规的砂模设计方法不能正常工作，所以公司发明了一种全新的砂模设计方法。这意味着必须在每个生产阶段开发和实施流程变更。

“这个项目突出了两个要点：首先，这种混合3D打印方法在技术和经济上都是可行的，用于建筑行业的生成设计。”3Dealise公司的首席执行官Roland Stapper表示：“而且没有任何监管障碍，所以在这个行业中，大部分的应用仍然没有被停止。”

“第二，这种技术比直接金属3D打印具有巨大的成本优势，特别是对于较大的产品。3D打印通常与相对较小的产品相关联，但3D打印的好处也可以在关键承载位置的一整套更大更重的金属产品中被经济高效地使用。“

据悉，3Dealise为Arup生产的节点的副本将于9月26日至28日在伯明翰举行的TCT展览会上展出，感兴趣的亲可以前往G25展位观看。

来源：3D虎