Altair Inspire自帶PolyNURBS功能，增材制造實現更容易
通過拓撲優化設計的零部件，傳統的制造工藝往往加工困難甚至無法制造，而增材制造（即3D打印）是一種先進的制造技術，通過采用層層堆積材料的方法來制造零件結構。相對于傳統的材料切削去除技術，增材制造能夠實現幾何高度復雜的結構快速“生長”成型，有相對較少的制造約束。尤其增材制造具有流程短、適合復雜結構等特點，給材料和結構設計者提供了豐富的想象空間，使傳統制造技術難于實現的結構變得易于實現，本次衛星斜裝動量輪支架優化設計的制造方式就選用了增材制造技術。
但傳統的CAD軟件在設計與優化產品時，通常是直上直下或是直接用布爾運算進行幾何實體操作，或是簡單的放樣，而當遇到形狀過于復雜的零部件時，存在很難將結果直接轉為CAD的挑戰。Altair Inspire對此有相應的解決辦法，采用Parasolid的多邊形建模——PolyNURBS，是用多邊形建模的方式解決工程問題，可以直接導入到其他的任何相關軟件進行制造流程的對接。
在衛星斜裝動量輪支架建模中，設計工程師就應用了Altair Inspire中的PolyNURBS模塊中的包覆、橋接、分割、布爾運算等功能，對拓撲優化設計結果進行重構。從衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析結果可知，基頻滿足剛度要求；校驗材料為AlSi10Mg（3D打印常用）；應力小于屈服強度，裕度大于1，強度設計滿足要求。
衛星斜裝動量輪支架建模時的力學分析
此外，還對衛星斜裝動量輪支架進行了光順處理，實現了對拓撲優化設計結果工藝性及美觀性的兼顧，得到了可以直接3D打印制造的設計模型。最后，衛星斜裝動量輪支架選擇航天529廠提供的AlSi10Mg鋁合金選區激光融化成型工藝（SLM）進行加工，支架減重50%。
衛星斜裝動量輪支架3D打印設計模型及打印成品
最終，通過Altair Inspire優化設計的衛星斜裝動量輪支架，在加工完成后，安裝動量輪后在衛星上安裝。同時，按照衛星產品的研制規范，接受了上星驗證、力學驗證、飛行驗證等各項航天級環境試驗，并隨嫦娥四號中繼衛星成功飛行。后續嫦娥四號中繼星將通過12次軌道控制飛往地月L2平動點Halo軌道。目前該衛星已經成功入軌，狀態良好，開始執行既定任務。
衛星斜裝動量輪支架在嫦娥四號中繼星上裝配示意圖
結論
回顧衛星斜裝動量輪支架的優化設計，可以發現設計工程師們采用了拓撲優化設計與增材制造加工相結合的方式，借助于Altair Inspire，首先設計出支架的合理傳力路徑，并對拓撲優化設計后的支架進行建模。在得到可以3D打印的設計模型后，采用激光融化成型工藝（SLM）進行加工。
Altair Inspire在本項目中發揮了關鍵作用，具體表現為：
· 相比原始設計，利用Altair Inspire快速得到了最優傳力路徑，簡化了設計流程，節約了時間成本；
· 基于Parasolid的多邊形建模——PolyNURBS， 有效解決傳統方式難以將結果直接轉為CAD模型的工程困擾，讓設計模型可以直接導入到其他任何相關軟件，進行制造流程的對接。
· 由Altair Inspire優化設計的衛星斜裝動量輪支架，其產品強度和精度滿足衛星產品研制的各項標準，并且減重效果明顯，成功實現減重50%，節省了衛星發射成本。