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创成式设计:一种新的设计方式

时间:2022-09-01

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创成式设计是一种使用机器学习为零件和装配模型创建计算机辅助设计 (CAD) 几何图形的自动化方法。用户不是使用基于特征或直接建模方法定义形状,而是指定设计空间,包括要保留或排除的区域、操作环境条件、材料和制造约束,通过算法计算一个或多个潜在的解决方案。然后,用户可以过滤结果以选择合适的选择。生成式设计比传统的迭代人工驱动方法更快,并且在许多方面更可靠

 

是什么让创成式设计变得更好?

 

创成式设计和密切相关的拓扑优化工具可用于Creo中的多个版本。让我们看一下使创成式设计与传统CAD工作流程不同且更好的四个方面。

 

您正在将要求构建到设计中。所有产品都从需求开始。顶层需求被分解为子系统需求,然后被提炼成组件需求。尽管我们可能知道零件或子组件的结构要求,但在过去,这些要求直到设计完成后才得到验证。通过创成式设计,我们通过将载荷工况应用于我们的模型来设置我们的设计。这可确保解决方案从一开始就满足标准。

 

制造方法告知设计。典型的工作流程中,使用仿真和分析工具设计和验证零件,然后将其交给工艺工程师,以评估是否可以使用减材制造或增材制造来制造零件。通过创成式设计,我们将制造标准添加到优化研究中。这些包括:

 

  • 将要进行3D打印的零件的构建方向

  • 注塑件的2D或3D分型线

  • 将被铣削的零件的线性拉伸

 

这确保了可以使用适当的方法制造解决方案。

 

您可以快速生成多个概念。产品开发总是受到进度的限制。产品永远无法以足够快的速度进入市场。通常在初始设计阶段,会创建一些潜在的概念。在机器学习的帮助下,可以在比人类创建单个概念更短的时间内生成多个概念。

 

用户可以修改生成的模型。由创成式设计创建的零件模型会产生B-rep(边界表示)几何。这与曲面细分建模工作流程中生成的几何形状相同。可以使用标准参数特征或直接建模工具(例如柔性建模扩展包)修改此几何形状。

 

创成式设计工作流程

 

可以在几分钟内建立一项使用创成式设计优化模型的研究。一般流程如下:

 

  1. 设置您的设计空间。这涉及到您的起始几何体,它是代表模型体积限制的主体。您还可以使用实体来指定在研究期间必须保留的体积以及不允许几何形状的体积。

  2. 定义您的载荷工况。这些代表您的模型必须生存的操作环境。定义约束和负载很容易。

  3. 指定您的设计目标。这通常是原始设计空间的目标质量或体积分数。

  4. 添加约束。这些包括上面列出的制造限制以及几何限制,如对称性和创建更薄或更厚区域和减少腹板的因素。

  5. 选择材料。Creo目前允许在一项研究中使用多达10种材料。

  6. 应用研究设置来控制使用的时间和资源

  7. 运行优化

  8. 查看结果

  9. 选择您想要的设计并创建模型几何。您还可以细分3D打印的最终结果。

 

这个过程的速度对于处于领先地位的公司来说是一件颠覆既有流程的事情。

 

创成式设计可以帮助您吗?

 

创成式设计是一个经过验证的概念,可以帮助您在更短的时间内制造出更轻的零件,从而更快地进入市场。




文章选自:PTC官方公众号

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