Design Generativo: Uma Nova Forma de Projetar

Design generativo é um método automatizado de criação de geometria de design assistido por computador (CAD) para modelos de peças e conjuntos usando aprendizado de máquina. Em vez de definir a forma usando métodos de modelagem diretos ou baseados em recursos, um usuário especifica o espaço de design (como um envelope, incluindo áreas a serem preservadas ou excluídas), condições do ambiente operacional, materiais e restrições de fabricação. Um algoritmo então calcula uma ou mais soluções potenciais. O usuário pode então filtrar os resultados para selecionar uma escolha ideal. O design generativo é mais rápido e, em muitos aspectos, mais confiável do que os métodos iterativos tradicionais conduzidos por humanos.

O torna o design generativo melhor?

O design generativo e as ferramentas de otimização de topologia relacionadas estão disponíveis no Creo há várias versões. Vamos abordar quatro aspectos que tornam o design generativo diferente e melhor do que os fluxos de trabalho de CAD tradicionais.

Você está integrando requisitos ao design. Todos os produtos começam com os requisitos. Os requisitos de nível superior são decompostos em requisitos de subsistema, que são então destilados em requisitos de componentes. Embora possamos conhecer os requisitos estruturais de uma peça ou submontagem, no passado, esses requisitos não eram validados até o projeto ser concluído. Com o design generativo, configuramos nosso design aplicando casos de carga ao nosso modelo. Isso garante que a solução atenda aos critérios desde o início.

O método de manufatura informa o design. Em fluxos de trabalho típicos, as peças são projetadas, validadas usando ferramentas de simulação e análise e, em seguida, entregues a um engenheiro de processo para avaliar se a peça pode ser construída por meio de manufatura subtrativa ou aditiva. Com o design generativo, adicionamos critérios de fabricação ao estudo de otimização. Eles incluem:

• Uma direção de montagem para peças que serão impressas em 3D
• Uma linha de separação 2D ou 3D para peças moldadas por injeção
• Extrusão linear para peças que serão usinadas

Isso garante que a solução possa ser fabricada com o método apropriado.

Múltiplos conceitos podem ser gerados rapidamente. O desenvolvimento do produto é sempre limitado pelo cronograma. Os produtos nunca chegam ao mercado rápido o suficiente. Normalmente, durante a fase inicial do projeto, alguns conceitos potenciais são criados. Com a ajuda do aprendizado de máquina, vários conceitos podem ser gerados em menos tempo do que um humano leva para criar um único conceito.

O modelo resultante pode ser modificado pelo usuário. O modelo de peça criado pelo design generativo resulta em geometria B-rep (representação por fronteira). Este é o mesmo tipo de geometria produzida no fluxo de trabalho de modelagem subdivisional para superfícies. Essa geometria pode ser modificada com recursos paramétricos padrão ou ferramentas de modelagem direta, como a Flexible Modeling Extension.

O fluxo de trabalho do design generativo

Um estudo para otimizar um modelo com design generativo pode ser configurado em minutos. O processo geral é o seguinte:

1. Configure seu espaço de design. Isso envolve sua geometria inicial, que é um corpo que representa o limite de volume para seu modelo. Você também pode usar corpos para especificar volumes que devem ser preservados durante o estudo e volumes onde a geometria não é permitida.
2. Defina seus casos de carga. Eles representam os ambientes operacionais em que seu modelo deve sobreviver. É fácil definir suas restrições e cargas.  
3. Especifique suas metas de design. Isso é tipicamente uma massa-alvo ou fração de volume do espaço de design original.
4. Adicione suas restrições. Elas incluem as restrições de fabricação listadas acima, bem como de geometria, como simetria e fatores para criar regiões mais finas ou mais espessas e reduzir as tramas.
5. Selecione materiais. No momento o Creo permite até 10 materiais em um estudo.
6. Aplique as configurações do estudo para controlar o tempo e os recursos usados.
7. Faça a otimização.
8. Veja os resultados.
9. Selecione os designs desejados e crie a geometria do modelo. Você também pode tesselar os resultados finais para impressão 3D.

A velocidade deste processo é um divisor de águas para as empresas de ponta.

O design generativo pode ajudar?

O design generativo é um conceito comprovado que pode ajudar você a criar peças mais leves em menos tempo para que possa lançá-los no mercado mais rápido. Explore mais o potencial do design generativo para ajudar suas equipes de desenvolvimento de produtos aqui.