ジェネレーティブデザインと付加製造を組み合わせて劇的な成果を上げる

執筆者: Cat McClintock
  • 2/12/2020
  • 読み込み時間 : 3 分
From left to right, a generative design converges on a model based on constraints set by design engineer.

優れた設計エンジニアは、性能もコスト効率も高い製品を開発するために、常に新しいアイデアを追い求めるものです。特に、競争力を維持できるか不安に感じている場合はなおさらです。誰も、交換可能部品やブロー成形が一時的な流行であると考えていたとは言いたくないでしょう。

恐らくご存知のことと思いますが、付加製造は最近になって製品開発で活用されるようになり、単発の製造や少量生産を可能にしています。実際、現代の企業では、プロトタイプ作成、治具、さらにはスペア部品の作成に付加製造を使用することができます。

ジェネレーティブデザインという最新テクノロジーはまだ多くの設計者に浸透していませんが、製品のルックアンドフィールに関して私たちが知っていると思っていたすべてのことを根底から覆す可能性を秘めています。

これら 2 つを組み合わせることで、非常に興味深い効果が表れます。

 

ジェネレーティブデザインとは?

ジェネレーティブデザインとは、設定されている設計および運用上の制約に基づいて設計を自動的に最適化するテクノロジーのことです。デスクトップコンピューターまたはクラウドから能力を引き出し、基準を満たした数十、場合によっては数百ものオプションを提供します。

たとえば、性能を犠牲にせずに部品の重量を最小限に抑えたいとしましょう。かつては、ウォールの厚みを減らしたり、開いている部分を拡大したりしていました。そうした場合に、要件すべてを満たした、数千もの代替案を数秒以内に検討できるツールがあったとしたらどうでしょう?

ジェネレーティブデザインは材料や製造手法のバリエーションすら評価できるため、短時間で要件に合致するオプションを導き出すことが可能です。

ジェネレーティブデザインと付加製造で可能性を広げる

ジェネレーティブデザインは従来の手法と連携できる機能性を備えている一方、付加製造はこのテクノロジーに最大の自由をもたらします。その理由を理解するのは簡単です。

 

さまざまな製造手法に基づくモデルのためのジェネレーティブデザインオプション。

ジェネレーティブデザインで作成された部品の例。システムによって、左側の 2 つの設計が 3 軸ミリング用と鋳造アルミニウム用に最適化されています。一番右側の部品は付加製造用に作成されているため、制約が少なくなっています。

付加製造では、ドラフト角度やマシンの設定を気にかける必要はありません。その結果、ジェネレーティブデザインエンジンは、レガシーな製造手法向けに作成されたものよりも有機的な形状を自由に検討できます。

さらに、材料オプションにはシンプルな樹脂以上のものも含まれています。金属、セラミック、ガラス、複合素材を選べます。つまり、付加製造は従来の製造で課されていた制約の多くを排除します。

これは、軽量の航空機部品、特殊な義肢、高性能なランニングシューズなどの設計に役立つと考えられます。

左から右へ、設計エンジニアが設定した制約に基づいて、ジェネレーティブデザインが 1 つのモデルを導き出します。

要件を満たす最軽量の設計を導き出すジェネレーティブデザイン。

最も重要なのは CAD

これらのテクノロジーを共に成功に導くための鍵は、CAD システムにあります。

理想的なのは、ジェネレーティブデザインエンジンを CAD システム内で稼働させ、CAD システムが付加製造デバイスとシームレスに通信できるようにすることです。こうすることで、複数の AI 主体の設計を行ってから、モデルの検証、製造を成功させるための最適化などを行う効率的なシステムとなります。さらに、既存の製品、プロセス、人員とリンクさせることもできます。

その結果は、まさに劇的です。かつて想像したこともなかったような最適な設計が自分の CAD システムから生み出され、あっという間に製造可能な状態になるのですから。ジェネレーティブデザインと付加製造は連携し、設計エンジニアならまず無視できないような素晴らしい機会をもたらします。

設計を再検討するために

製品設計の未来に関心をお持ちの方に朗報です。PTC は、2020 年に複数のジェネレーティブデザインソリューションをリリースする計画です。ご不明な点がある場合は、ぜひお問い合わせください。

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執筆者について

Cat McClintock

Cat McClintock edits the Creo and Mathcad blogs for PTC.  She has been a writer and editor for 15+ years,  working for CAD, PDM, ERP, and CRM software companies. Prior to that, she edited science journals for an academic publisher and aligned optical assemblies for a medical device manufacturer. She holds degrees in Technical Journalism, Classics, and Electro-Optics. She loves talking to PTC customers and learning about the interesting work they're doing and the innovative ways they use the software.

ジェネレーティブデザインと付加製造を組み合わせて劇的な成果を上げる
ジェネレーティブデザインは、設定されている設計制約に基づいて設計を最適化します。付加製造と併用すれば、非常に劇的な成果を上げられます。