Progettazione generativa: un nuovo modo di progettare

La progettazione generativa è un metodo automatizzato di creare geometrie di progettazione assistita dal computer (CAD) per modelli di parti e assiemi utilizzando il machine learning. Anziché definire la forma tramite metodi di modellazione diretta o per feature, un utente specifica lo spazio di progettazione (ad esempio un ambiente, comprese le aree da conservare o escludere), le condizioni dell'ambiente operativo, i materiali e i vincoli di fabbricazione. Un algoritmo calcola poi una o più soluzioni potenziali. L'utente può quindi filtrare i risultati per selezionare la scelta ottimale. La progettazione generativa è più rapida e, per molti aspetti, più affidabile dei tradizionali metodi iterativi guidati dall'uomo.

Cosa rende migliore la progettazione generativa?

La progettazione generativa e gli strumenti di ottimizzazione topologica strettamente correlati a essa erano già disponibili in varie versioni precedenti di Creo. Vediamo quattro aspetti che rendono la progettazione generativa diversa e migliore rispetto ai tradizionali workflow CAD.

I requisiti sono integrati nel progetto. Tutti i prodotti partono dai requisiti. I requisiti di primo livello vengono scomposti in requisiti di sottosistema, che vengono poi suddivisi in requisiti di componenti. Anche se noti, in passato i requisiti strutturali di una parte o di un sottoassieme venivano convalidati solo al completamento del progetto. Con la progettazione generativa, impostiamo il nostro progetto applicando i casi di carico al nostro modello. Questo assicura che la soluzione soddisfi i criteri fin dall'inizio.

Il metodo di fabbricazione dà forma al progetto. Con i workflow tipici, le parti vengono progettate, convalidate tramite strumenti di simulazione e analisi e sottoposte poi a un ingegnere di processo che valuta la possibilità di crearle tramite subtractive o additive manufacturing. Con la progettazione generativa, introduciamo criteri di fabbricazione nello studio di ottimizzazione. Questi includono:

• Un'indicazione di fabbricazione per i componenti da stampare in 3D
• Una linea di divisione 2D o 3D per le parti di stampaggio a iniezione
• Un'estrusione lineare per le parti da fresare

Ciò assicura la possibilità di fabbricare la soluzione con il metodo giusto.

Potrete generare più concetti in poco tempo. Lo sviluppo prodotto è sempre vincolato da scadenze. La rapidità con cui i prodotti vengono immessi sul mercato non è mai abbastanza. Solitamente durante la fase di progettazione iniziale vengono generati alcuni concetti potenziali. Con l'aiuto del machine learning, si possono creare diversi concetti in meno tempo rispetto a quanto impiegherebbe un essere umano per creare un unico concetto.

Il modello risultante può essere modificato dall'utente. Il modello della parte creato attraverso la progettazione generativa rappresenta una geometria b-rep (rappresentazione al limite). Si tratta dello stesso tipo di geometria prodotto nel workflow della modellazione sottodivisionale per la creazione di superfici. Questa geometria può essere modificata con funzionalità parametriche standard o strumenti di modellazione diretta come Flexible Modeling Extension.

Il workflow della progettazione generativa

Uno studio per ottimizzare un modello con la progettazione generativa si può impostare in pochi minuti. Il processo generale è il seguente:

1. Impostare l'ambiente di progettazione. Ciò include la geometria di partenza, ovvero un corpo che rappresenta il limite del volume del modello. Potete inoltre utilizzare corpi per specificare volumi che devono essere conservati durante lo studio e volumi in cui la geometria non è consentita.
2. Definire i casi di carico. Questi rappresentano gli ambienti operativi che il vostro modello deve sopportare. Definire i vincoli e i carichi è semplice.  
3. Specificare gli obiettivi di progettazione. Si tratta generalmente di una massa di destinazione o di una frazione del volume dell'ambiente di progettazione originale.
4. Aggiungere i vincoli. Questi includono i vincoli di fabbricazione elencati sopra, ma anche i vincoli geometrici come la simmetria e i fattori che consentono di creare regioni più sottili o più spesse e di ridurre i filamenti.
5. Selezionare i materiali. Creo consente attualmente fino a 10 materiali in uno studio.
6. Applicare le impostazioni dello studio per controllare il tempo e le risorse impiegati.
7. Eseguire l'ottimizzazione.
8. Guardare i risultati.
9. Selezionare il progetto desiderato e creare la geometria del modello. Potete anche tassellare i risultati finali per la stampa 3D.

La velocità di questo processo fa la differenza per le aziende più avanzate.

La progettazione generativa può esservi utile?

La progettazione generativa è un concetto consolidato che permette di velocizzare la creazione di parti più leggere e, quindi, la loro commercializzazione. Scoprite di più su come la progettazione generativa può aiutare i vostri team di sviluppo prodotto qui.