La tecnologia del Generative Design, in particolare relativa all’ottimizzazione topologica, sta diventando sempre più utilizzata nelle comunità di sviluppo del prodotto. CIMdata ritiene che Siemens PLM Software abbia posto le basi per un passo fondamentale verso il Generative Design all’interno della soluzione NX, implementandovi il Convergent Modeling.
Il Generative Design trasforma il design tradizionale spostandolo da una progettazione basata su “modella e quindi analizza” iterativamente, all’identificazione dello spazio di progettazione necessario (o volume di delimitazione) e agli obiettivi di progettazione. I vincoli geometrici sono identificati congiuntamente a parametri non geometrici come materiale e costo dei vincoli. Ad ogni fase del ciclo, l’ottimizzazione dell’algoritmo “impara” dai risultati precedenti per capire se il design sta migliorando e si sta avvicinando all’obiettivo che ci si era preposti e ottimizza il modello per l’iterazione successiva, continuando con questo procedimento fino al raggiungimento degli obiettivi specificati. Il Generative Design è diverso dai metodi tradizionali in quanto il processo algoritmico valuta e cambia il modello del prodotto per l’analisi della successiva iterazione e nessun operatore umano è coinvolto una volta che il file inizia il processo di ottimizzazione. Con un dato insieme di condizioni, i progettisti sono in grado di condurre più esperimenti in molto meno tempo di quanto sia possibile con i metodi di progettazione tradizionali. I parametri di input possono essere variati per sperimentare il progetto utilizzando gli HEEDS di Siemens PLM Software per facilitare il processo.
Ottimizzazione topologica
Alcuni metodi di progettazione generativa includono l’ottimizzazione della topologia, della forma, della produzione e persino delle regole CAD parametriche. Tuttavia, la maggior parte dei sistemi CAD non può modificare la geometria sfaccettata, che è il risultato di un’ottimizzazione topologica. L’ottimizzazione della disposizione dei materiali all’interno di determinati spazi di progettazione per un dato insieme di requisiti funzionali del progetto include carichi, condizioni e vincoli. Poiché l’ottimizzazione topologica riduce l’uso del materiale richiesto per un dato progetto, fornisce ai produttori la capacità di creare forme complesse una volta impossibili da disegnare e produrre.
Siemens PLM Software offre la possibilità di un design generativo sfruttando un’estensione all’interno del loro Parasolid, alla base della soluzione NX CAD. Parasolid supporta un mix di geometria utilizzando NURBS, funzioni analitiche esatte e geometria sfaccettata mesh /planare, sistema che Siemens chiama Convergent Modeling™. Perciò, gli algoritmi di progettazione generativa producono mesh che possono essere modificate all’interno di NX e consente ai progettisti di eseguire l’ottimizzazione della topologia. Siemens PLM Software aggiorna in modo proattivo tutte le numerose funzioni di progettazione a valle per operare sulla geometria sfaccettata fornendo funzionalità di modifica familiari ai progettisti che possono aggiungere facilmente raccordi, fori e altre modifiche per finalizzare il prodotto.
La convalida dei progetti per la stampa 3D
Le funzionalità integrate di NX aiutano i progettisti a capire se un progetto può essere stampato molto prima che venga rilasciato in produzione, risparmiando tempo e migliorando l’efficienza. Un’altra funzione fondamentale è analizzare la resistenza strutturale del modello, particolarmente importante se le modifiche apportate alla geometria e alla topologia hanno fornito un risultato diverso dall’originale. Siemens PLM Software segnala che questo può essere fatto con un unico set di dati di input di analisi. Inoltre il software NX di Siemens offre tutto il necessario per la configurazione della stampa avendo un tool integrato apposito: una volta che la stampante 3D è selezionata, NX offre modelli che permettono il posizionamento, l’orientamento e la possibilità di nidificazione, nonché la creazione di strutture di supporto (alimentate da Materialise, un partner Siemens PLM Software). La soluzione NX di Siemens PLM Software supporta una vasta gamma di hardware e piattaforme per la produzione additiva: comprende il 3MF (3D Manufacturing Format) e dati STL (StereoLithography) standard utilizzati per l’interfacciamento con vari tipi di Stampanti 3D. Oltre a supportare Powder Bed Fusion, stampanti tecnologiche comunemente utilizzate per la stampa del metallo, Siemens ha collaborato con HP per il supporto dei loro dispositivi Multi Jet Fusion. NX supporta anche macchine di produzione ibride.
