创成式设计：一种全新的设计方式

创成式设计是一种利用机器学习为零件和装配模型创建计算机辅助设计 (CAD) 几何图形的自动化方法。用户不是使用基于特征或直接建模的方法来定义形状，而是指定设计空间（如包络，包括要保留或排除的区域）、操作环境条件、材料和制造约束条件。然后借助算法计算一个或多个可能的解决方案。之后，用户可以对结果进行筛选，以获得合适的方案。创成式设计比传统的迭代式人工驱动方法更快，在很多方面也更可靠。

为什么创成式设计更好？

创成式设计和密切相关的拓扑优化工具已经在 Creo 的多个版本中提供。让我们来看看使创成式设计与传统 CAD 工作流不同且表现更出色的四个方面。

您可以将需求融入到设计中。所有产品都始于需求。顶层需求被分解成子系统需求，子系统需求又被提炼成组件需求。尽管我们可能知道零件或组件的结构需求，但在过去，这些需求直到设计完成才会得到验证。借助创成式设计，我们可以通过将载荷工况应用于模型来创建设计。这将确保解决方案从一开始就满足相关标准。

制造方法为设计提供了依据。在典型的工作流中，使用仿真和分析工具对零件进行设计和验证，然后将其交给工艺工程师来评估能否使用减材或增材制造方法构建它们。借助创成式设计，我们将制造标准添加到优化研究中。其中包括：

• 要进行 3D 打印的零件的构建方向
• 注塑件的 2D 或 3D 分隔线
• 要进行打磨的零件的线性挤出

这保证了可以采用适当的方法制造零件。

您可以快速生成多个概念。产品开发总是受到进度的约束。产品越快推向市场越好。通常在最初的设计阶段，会生成一些潜在的概念。在机器学习的帮助下，可以在更短的时间内生成多个概念，而不是由人创建单个概念。

用户可以修改生成的模型。创成式设计创建的零件模型会产生 B-rep（边界表示）几何形状。这与曲面设计的细分建模工作流中产生的几何形状相同。可以使用标准参数化特征或直接建模工具（如 Flexible modeling Extension）修改该几何形状。

创成式设计工作流

使用创成式设计优化模型的研究可以在几分钟内完成。常规流程如下：

1. 建立设计空间。这涉及您的起始几何形状，即表示模型体积限制的主体。您还可以使用主体来指定在研究期间必须保留的体积以及不允许使用几何形状的体积。
2. 定义载荷工况。这些工况表示您的模型需要耐受的操作环境。确定约束条件和载荷很容易。 
3. 指定设计目标。这通常是原始设计空间的目标质量或体积分数。
4. 添加约束条件。这包括上面列出的制造约束条件以及几何形状约束条件（例如对称性和系数），以创建更薄或更厚的区域并减少腹板。
5. 选择材料。Creo 目前允许在一项研究中最多使用 10 种材料。
6. 应用研究设置来控制所用的时间和资源。
7. 运行优化。
8. 查看结果。
9. 选择所需的设计并创建模型几何形状。您也可以对最终 3D 打印结果进行网格化。

这一过程的速度改变了处于领先地位的公司的竞争格局。

创成式设计能否为您提供帮助？

创成式设计是一个经过证实的概念，可以帮助您在更短的时间内创建更轻的零件，进而加快上市速度。在此处探秘更多创成式设计功能，帮助您的产品开发团队优化设计。

利用创成式设计和 AI 加快创新速度

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