Generatief Design met SOLIDWORKS

Geschreven door Claudia Westerveld op 20-4-20 16:29

Generatief design is een onderwerp binnen engineering waar veel onderzoek naar wordt gedaan en steeds vaker gebruikt wordt in maakindustrie. Momenteel ziet generatief design nog veel van zijn toepassingen in de luchtvaart- en auto-industrie, maar het zal door mkb'ers ook meer gebruikt gaan worden.  In deze blog, en in mijn afstudeerstage bij CAD2M, neem ik generatief design onder de loep en de mogelijkheden voor mkb'ers. 

Generatief design is een methode waarin gebruikers verschillende inputs and restricties in een systeem kunnen invoeren. Denk hierbij aan krachten, materiaal, ladingen, grootte en knooppunten waar de constructie vast komt te zitten. De software achter generatief design gebruikt dan een algoritme om tot verschillende designs te komen die het beste zijn geoptimaliseerd in relatie tot gewicht, sterkte of grootte. Het systeem geeft deze designs weer in de vorm van CAD-modellen, simulaties en/of bouwtekeningen. Deze designs hebben vaak organische vormen en wekken het idee dat ze door evolutie gevormd zijn. Met het algoritme worden ook talloze iteraties tegen elkaar uitgespeeld waar alleen het beste ontwerp in overblijft. 

Generatief-design-cad2m

Een goed voorbeeld van generatief design is zichtbaar in het model in de onderstaande afbeelding. Hierin heeft een designer een model gemaakt, maar bij het valideren van het ontwerp bleek deze te zwaar te zijn. De designer heeft een aantal restricties aan het model gegeven die als input dienen voor topologie optimalisatie (een bepaald algoritme van generatief design). Vervolgens calculeert het systeem het optimale design waarbij het minst mogelijke materiaal wordt gebruikt zonder concessies te doen op de stevigheid. 

Generatief-design-CAD2M

Het heeft enige tijd geduurd voordat generatief design mogelijk was qua kosten omdat de organische vormen van generatief design vaak lastig zijn te produceren. Met traditionele productiemethodes, zoals frezen en draaien, gaat het nabootsen van generatief design ongemakkelijk. Door de opkomst van 3D printen (kunststof of metaal) is het nu ook voor mkb'ers mogelijk om generatieve designs te produceren, omdat deze productietechniek niet dezelfde restricties kent als traditionele methodes. Door middel van generatief design kunnen zij ook daadwerkelijk producten maken die lichter zijn, minder materiaalkosten hebben en minder lang duren om te produceren. De ontwikkelingen in generatief design en AM (additive manufacturing) creëren een brug tussen de twee technieken die in de toekomst veel verspreid toegepast zullen worden in de mkb sector. 

Bij mijn afstudeerstage bij CAD2M pas ik generatieve designs toe op modellen die 3D geprint worden. Hiervoor gebruik ik de nieuwe dddrop RAPID ONE, een industriële 3D printer die is ontwikkeld voor de maakindustrie. Meer informatie over de dddrop RAPID ONE kunt u hier vinden.

Onderwerpen: SOLIDWORKS, dddrop

Geschreven door Claudia Westerveld