La potenza del generative design in Autodesk Netfabb 2018

Riceviamo da Autodesk questo contributo di Greg Fallon (vice president per la simulazione di Autodesk), che volentieri pubblichiamo.

Utilizzando tecnologie di generative design e la fabbricazione generativa, il team di Breakthrough Innovation è stato in grado di eliminare quasi 1,5 Kg di materiale, riducendo il peso della crimpatrice di oltre il 60%.

Tra i supereroi dei fumetti, Tony Stark è il mio preferito. Il motivo? Perché i suoi poteri non derivano da  chissà quale scherzo della natura o dal fatto che sia un extraterrestre. E’ un ingegnere che usa il suo cervello – e la tecnologia – per risolvere i problemi.  E questo è ciò che Netfabb 2018 – la nostra soluzione per la fabbricazione additiva – farà per i nostri clienti ovvero fornire la potenza per combinare l’ingegno umano con il machine learning, dando vita a un connubio perfetto delle due parti. Il primo servizio di cui vi voglio parlarvi è Autodesk Generative Design – una tecnologia che mi ha fatto così entusiasmare da volere entrare a far parte del team che la segue.  Dopo pochi anni di “incubazione” nel nostro gruppo di ricerca con il nome di Project Dreamcatcher, e prendendo vita in progetti come quelli condotti per Airbus e Under Armour, abbiamo finalmente portato la nostra soluzione di fabbricazione generativa ai nostri principali clienti.

Fabbricazione generativa: vera incarnazione del CAD

La Elbo Chair è stata disegnata utilizzando Project Dreamcatcher, e poi fabbricata in legno e un macchinario CNC.

Il nostro CTO Jeff Kowalski definisce la fabbricazione generativa come la vera incarnazione del CAD. Per gran parte della sua storia, il software CAD è stato più un software per la “documentazione” assistita piuttosto che per la progettazione; i pacchetti CAD seguivano le indicazioni del designer e registravano le linee da lui tracciate. Ma con la fabbricazione generativa, il computer aiuta a generare opzioni progettuali per gli specifici obiettivi del designer. Così come J.A.R.V.I.S. amplia le capacità intellettive di Tony Stark, Autodesk Generative Design conferisce dei superpoteri ai clienti. Come lavora?  La fabbricazione generativa prende in considerazione gli obiettivi impostati dal designer o dall’ingegnere – ad esempio le dimensioni, il peso, la robustezza, lo stile, i materiali, il costo e altri numerosi criteri – e successivamente utilizza il cloud computing per creare un incredibile numero di soluzioni progettuali.

Algoritmi intelligenti

La tecnologia di fabbricazione generativa utilizza i vincoli inseriti dal progettista o dall’ingegnere per creare un massiccio numero di soluzioni progettuali..

Utilizzando algoritmi intelligenti basati sul machine learning e la simulazione avanzata, produce opzioni progettuali intelligenti che difficilmente sarebbero ideabili e modellabili dal designer o dall’ingegnere, e che possono essere  adattate alla soluzione desiderata.  Questo processo porta a una drastica diminuzione dei costi, dei tempi di sviluppo, del consumo di materiali e del peso del prodotto, e permette ai produttori di progettare e ingegnerizzare in modo del tutto nuovo.

Oltre l’ottimizzazione topologica

Autodesk Generative Design va ben oltre l’ottimizzazione della topologia o del reticolo. Mentre l’ottimizzazione si focalizza sul perfezionamento di una soluzione conosciuta senza tenere in considerazione la fattibilità produttiva, il generative design permette all’ingegnere di esplorare un insieme di opzioni progettuali funzionali e producibili.  Grazie a Autodesk Generative Design, un progettista o un ingegnere non solo possono trovare una nuova soluzione ma possono realizzarla grazie agli strumenti di fabbricazione additiva.

Il caso di Stanley Black & Decker

Harry Zhong, technical lead del gruppo Stanley Black & Decker Breakthrough Innovation, rivede i concept per l’attacco del crimpatore.

Stanley Black & Decker, la rinomata azienda statunitense che produce attrezzi e utensili da lavoro, ha recentemente sperimentato la potenza della fabbricazione generativa. Il nuovo Gruppo Breakthrough Innovation ha avviato un progetto pilota per rendere più leggero uno degli strumenti più utilizzati quotidianamente, la crimpatrice idraulica. Questo attrezzo, pesa mediamente 7 chili e viene utilizzato centinai di volte durante un turno di lavoro. Ma il team che ha lavorato a questo progetto non poteva semplicemente utilizzare materiale più leggero – l’attrezzo doveva essere anche resistente e durevole.

La collaborazione con Breakthrough Innovation

Frank DeSantis, Vice President del gruppo Breakthrough Innovation, ha collaborato con il nostro  team di consulenza per definire i criteri desiderati e includerli nel servizio Autodesk Generative Design. Dopo aver esaminato migliaia di combinazioni di materiali e processi, il servizio ha generato diverse opzioni dalle quali gli ingegneri hanno potuto trarre un percorso evolutivo, con piena soddisfazione per aver esplorato tutte le possibilità – e non solo le tre o quattro opzioni che gli ingegneri avrebbero ottenuto utilizzando gli strumenti di progettazione tradizionali. Il progetto generativo che ne risulta potrebbe sembrare un po’ insolito per alcuni, ma sicuramente riduce del 60% il peso della crimpatrice. Le simulazioni avviate contemporaneamente hanno dimostrato che l’attrezzo ha mantenuto le proprie caratteristiche originali e, dato che il servizio di generative design è disponibile per gli utenti di Netfabb, è stato possibile creare una strategia di fabbricazione additiva per produrre nuovi attrezzi. Quando ho chiesto a Frank di darmi  il suo parere sul risultato raggiunto, le sue parole erano perfettamente in linea con ciò che pensavo: “Le funzionalità di generative design di cui disponiamo grazie a Netfabb sono fantastiche. Tu definisci il problema e ti viene fornita una soluzione a cui mai avresti potuto pensare. Grazie ai risultati ottenuti da questo progetto, possiamo applicare ad altri prodotti che abbiamo in fase di sviluppo l’incredibile combinazione tra generative design e fabbricazione additiva fornita da Netfabb”. Non volevamo soltanto ampliare le opzioni progettuali da considerare quando si devono risolvere delle problematiche complesse, ma volevamo anche dare ai nostri utenti maggior fiducia nelle loro capacità di fabbricazione.  In Netfabb 2018, abbiamo introdotto la possibilità di prevedere e modificare un progetto 3D per compensare le alterazioni effettuate nel corso del processo di stampa in 3D, garantendo all’utente che la parte che sta uscendo dalla stampante 3D sia perfettamente uguale al progetto visualizzato sullo schermo. Sono tante le innovazioni introdotte in Netfabb 2018 oltre ai miglioramenti descritti sopra: scoprirli sul sito Autodesk.com.  La tecnologia Autodesk Generative Design sarà disponibile per gli utenti attuali e futuri di Netfabb Ultimate 2018 entro la fine di quest’anno. Desidero ringraziare i nostri partner di ricerca che hanno progettato da zero questa tecnologia perfezionandola ogni giorno. Ringrazio anche il team Netfabb per la passione e l’impegno che hanno riposto in questo progetto. Guarda il video del progetto Stanley Black & Decker