Che cos'è il design generativo?
Design generativo è una tecnologia in cui i modelli 3D vengono creati e ottimizzati da software per computer. Un utente imposta i requisiti per il modello, come processi di produzione, carichi e vincoli, quindi il software offre progetti che soddisfano tali requisiti.
Rispetto alla progettazione convenzionale, la progettazione generativa automatizza l'intero processo di progettazione CAD per creare progetti più ottimizzati. È uno dei fattori trainanti del Quarta rivoluzione industriale.
A causa delle limitazioni tecnologiche, il software di progettazione generativa ha applicazioni nella stampa 3D o in parti a basso volume di produzione. Ma questo software si sta evolvendo con il tempo. In futuro, potrebbero diventare abbastanza in grado di progettare anche pezzi per la produzione di massa.
Software di progettazione generativa
Qui software di progettazione generativa è disponibile sul mercato.
- Autodesk Fusion 360
- Ottimizzazione della topologia di Solidworks
- PTC Creo Parametric 7.0.2.0GDX
- PTC Onshape e ParaMatters
- GD guidata dalla funzione Catia
- By-GEN (da Blender)
- Solid Edge GD e miglioramento della topologia.
Il vantaggio del design generativo
Il vantaggio complessivo del design generativo porta sul mercato prodotti innovativi in tempi record. Sebbene non sia immediatamente evidente, fa anche una differenza significativa per le aziende che desiderano:
Differenziazione del prodotto. La maggior parte dei progetti si basa su modelli che funzionavano prima. Apportiamo modifiche incrementali e speriamo che sia interessante per i clienti. Il design generativo ti consente di iniziare quel solco creando nuove parti e prodotti ad alte prestazioni che superano i requisiti.
Costi del prodotto ottimizzati. Il design generativo può far risparmiare denaro sterminando parti sovradimensionate. Si tratta di progetti che, sebbene affidabili, possono utilizzare più materiali o metodi di produzione complessi del necessario.
Affidabilità ottimizzata. Eseguire analisi delle sollecitazioni sui risultati di progettazione generativa per convalidare la qualità e la durata dei progetti. Ciò garantisce che il tuo design funzioni nel mondo reale. (risparmia anche sui costi di produzione e assistenza.)
Fornire varie opzioni di design. Il software di progettazione generativa offre agli utenti diverse opzioni di progettazione per un determinato prodotto. Di conseguenza, gli ingegneri possono scegliere tra varie opzioni di progettazione che soddisfano i requisiti di progettazione del prodotto.
Peso ridotto del prodotto. La simulazione durante il processo di progettazione della parte aiuta a ottimizzare il peso della parte soddisfacendo al contempo altri requisiti di progettazione del prodotto.
Fonte di credito:https://www.ptc.com
Applicazioni di progettazione generativa
Gli ingegneri stanno già iniziando a sfruttare il software di progettazione generativa per esplorare nuove opzioni di progettazione. Di seguito sono riportati alcuni esempi di applicazioni in cui la progettazione di nuovi prodotti viene eseguita utilizzando la progettazione generativa.
Industria aerospaziale
Jacob Engineering utilizza PTC Creo Design Generativo migliorare lo zaino di supporto vitale della NASA; Jacobs aveva bisogno di un motore di progettazione per sfidare i pregiudizi di progettazione convenzionali e fornire un equilibrio ottimale tra prestazioni e sicurezza. Il risultato Jacobs ha realizzato una riduzione della massa parziale fino al 50%, con un notevole risparmio di carburante e una migliore mobilità degli astronauti.
Industria aeronautica
In una collaborazione tra Airbus e Autodesk fusione 360, ha utilizzato il design generativo per creare un compartimento della cabina di un aereo. In questo, hanno progettato un modello bionico per separare la cabina passeggeri dalla cucina. Il risultato è una riduzione del peso totale della parte (circa il 45%)
Industria automobilistica
La collaborazione di General Motor con Autodesk utilizzando la tecnologia di progettazione generativa in Fusion 360, gli ingegneri GM hanno progettato una nuova staffa per sedile ottimizzata dal punto di vista funzionale. Questo ricambio per auto standard assicura i dispositivi di fissaggio delle cinture di sicurezza ai sedili e i sedili ai pavimenti. Il nuovo design fa sì che il sedile sia più leggero del 40% e più resistente del 20% rispetto al supporto del sedile precedente.
Crediti:www.autodesk.com
Industria del mobile
Il designer francese Patrick Jouin ha rivelato un prototipo della sedia TAMU durante la settimana del design di Milano. Il prototipo presenta un design pieghevole e utilizza meno materiale possibile.
Design generativo e stampa 3D
Il design generativo fa parte della famiglia di Design per la produzione additiva (DfAM) tecniche. Dato che la produzione additiva consente un nuovo livello di libertà di progettazione, ha senso utilizzarla per modelli complessi che richiedono un metodo di produzione più flessibile. Tuttavia, la produzione additiva non è sempre la tecnologia che si desidera utilizzare con l'ingegneria generativa.
Spieghiamo più in dettaglio: molte parti sono prodotte con la stampa 3D per essere eseguite in modo più efficace utilizzando i metodi di produzione tradizionali. In alternativa, le parti prodotte tradizionalmente potrebbero essere realizzate in modo più efficace con il giusto design, aumentando le prestazioni delle parti e riducendo gli sprechi utilizzando la produzione additiva. Non si tratta di spingere tutti i design ad essere additivi, ma piuttosto assicurandosi che il design giusto entri nella giusta tecnologia di produzione per ottenere il risultato più desiderabile.
Tuttavia, la libertà di progettazione consentita dalle tecnologie di produzione additiva può essere molto vantaggiosa per sfruttare le opportunità del design generativo. Ad esempio, è possibile trovare soluzioni strutturali, termiche e di flusso e ottimizzazione dell'orientamento delle parti basata sull'ingegneria per ridurre al minimo l'area superficiale, il volume di supporto, il surriscaldamento o il tempo di stampa.
In che modo la progettazione generativa è diversa dall'ottimizzazione della topologia?
È utile comprendere la differenza tra progettazione generativa e ottimizzazione della topologia perché i due termini sono spesso usati in modo intercambiabile. Dalla nostra intervista, Ottimizzazione della topologia converge su un'unica soluzione basata solo su obiettivi funzionali, vincoli e carichi. Design generativo evolve più soluzioni contemporaneamente per collegare le migliori soluzioni possibili in base a requisiti pratici e non ingegneristici.
Immagine di credito:https://www.3dnatives.com
In sintesi, il design generativo sta cambiando il modo in cui gli ingegneri progettano i prodotti. Aiuta a creare prodotti a basso costo, a basso peso e altamente ottimizzati. Per informazioni più dettagliate o per saperne di più, visita Convergence Consulting di LPI.
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