{"id":22697,"date":"2023-09-23T05:00:27","date_gmt":"2023-09-23T03:00:27","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2023\/09\/23\/come-sfruttare-le-potenzialita-delladditive-con-il-dfam-design-for-additive-manufacturing\/"},"modified":"2023-09-23T05:00:27","modified_gmt":"2023-09-23T03:00:27","slug":"come-sfruttare-le-potenzialita-delladditive-con-il-dfam-design-for-additive-manufacturing","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2023\/09\/23\/come-sfruttare-le-potenzialita-delladditive-con-il-dfam-design-for-additive-manufacturing\/","title":{"rendered":"Come sfruttare le potenzialit\u00e0 dell\u2019additive con il DfAM (Design for Additive Manufacturing)"},"content":{"rendered":"
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Il Design for Additive Manufacturing (DfAM) \u00e8 una metodologia di progettazione che utilizza strumenti quali il generative design, la biomimetica, le strutture lattice e l\u2019ottimizzazione topologica per progettare componenti e sfruttare a pieno le potenzialit\u00e0 della produzione in additive manufacturing.<\/strong><\/p>\n

di Sara Gonizzi<\/em><\/p>\n

Con l\u2019additive manufacturing<\/strong> (AM) \u00e8 possibile progettare parti e prodotti pi\u00f9 leggeri, pi\u00f9 performanti e potenzialmente pi\u00f9 economici da produrre rispetto alle loro controparti fabbricate tradizionalmente. I prodotti in additive possono anche essere personalizzati<\/strong> in massa per adattarsi alla fisiologia o alle preferenze dell\u2019utente finale, ottimizzati per le prestazioni, possono ridurre lo spreco di materiale, semplificare la catena di fornitura e (quasi come un sottoprodotto) avere un aspetto organico esteticamente piacevole.
\nIl Design for Additive Manufacturing<\/strong> (DfAM) \u00e8 la metodologia<\/strong> per creare, ottimizzare o adattare la forma e la funzione di una parte, di un gruppo o di un prodotto per sfruttare appieno i vantaggi dei processi di produzione additiva. Le tecnologie di produzione additiva offrono un\u2019enorme libert\u00e0 di progettazione. Applicando regole di progettazione adeguate, \u00e8 possibile ridurre al minimo il rischio di errori.<\/p>\n

Alla base del DfAM<\/strong><\/h4>\n

La DfAM si basa essenzialmente sullo sfruttamento di alcune caratteristiche chiave uniche della stampa 3D.<\/p>\n

1. Progettazione per il corretto processo di fabbricazione additiva (AM)<\/em><\/strong>
\nIl primo dei quattro principi chiave della DfAM \u00e8 la progettazione per il corretto processo AM.
\nUno degli elementi pi\u00f9 importanti della DfAM \u00e8 la conoscenza dei limiti geometrici dei processi. La chiave per sfruttare la progettazione per il corretto processo AM \u00e8 l\u2019applicazione di questa conoscenza dei vincoli di progettazione per massimizzare le prestazioni dei componenti.<\/p>\n

2. Progettare per un uso minimo<\/em><\/strong>
\nIl secondo dei quattro principi della DfAM \u00e8 la progettazione per un utilizzo minimo del materiale.<\/strong> Spesso nell\u2019AM si pensa che l\u2019uso minimo di materiale sia utile solo nei settori che richiedono componenti leggeri. Tuttavia, l\u2019uso del materiale nell\u2019AM \u00e8 anche correlato al tempo di costruzione e al costo della stampa. Se si progetta un pezzo da produrre con la tecnologia AM, si deve cercare di utilizzare la quantit\u00e0 minima di materiale necessaria per stampare con successo quel pezzo. \u00c8 importante ricordare che il materiale utilizzato in una stampa \u00e8 una combinazione del materiale funzionale richiesto e di qualsiasi altro materiale di supporto necessario per la riuscita della costruzione. Pertanto, per progettare con successo per un utilizzo minimo di materiale, \u00e8 necessario padroneggiare i metodi che consentono di ridurre al minimo l\u2019utilizzo di materiale nella parte finale<\/strong>. Esempi di tecniche di questo tipo sono l\u2019ottimizzazione della topologia e la progettazione di strutture reticolari.
\nLe strutture a reticolo possono essere un ottimo modo per ridurre l\u2019uso di materiale in un pezzo. Tuttavia, i reticoli possono anche essere utilizzati per personalizzare le propriet\u00e0 funzionali dei pezzi e migliorarne le prestazioni complessive. \u00c8 inoltre necessario conoscere le tecniche per ridurre al minimo il materiale di supporto. Nel corso ne vengono trattate quattro:
\n\u2022 Cambiare l\u2019orientamento di costruzione
\n\u2022 Creare una geometria autoportante
\n\u2022 Aggiungere smussi a 45 gradi
\n\u2022 Dividere il pezzo in diversi componenti che possono essere riassemblati.<\/p>\n

3. Progettare per migliorare la funzionalit\u00e0<\/em><\/strong>
\nIn terzo luogo, \u00e8 necessario massimizzare le opportunit\u00e0 che l\u2019AM offre. Alcuni modi per farlo includono l\u2019uso di opzioni come la personalizzazione dei pezzi<\/strong>, i canali interni di fluidi per il riscaldamento o il raffreddamento, l\u2019aggiunta di texture superficiali ai pezzi. Tutti questi metodi estendono l\u2019AM da un metodo alternativo di produzione di un pezzo all\u2019unico metodo di produzione di un pezzo. Le strutture interne, come i canali elicoidali di uno scambiatore di calore, sfruttano davvero i vantaggi dell\u2019AM. Un pezzo come questo sarebbe praticamente impossibile da produrre con qualsiasi altro metodo di produzione. Il vantaggio di migliorare la funzionalit\u00e0 del pezzo significa che i costi iniziali pi\u00f9 elevati della produzione di un pezzo con l\u2019AM, in particolare con i processi a letto di polvere metallica, possono essere ammortizzati nel corso della vita del prodotto.
\n4. Progettazione per il consolidamento dei pezzi
\nL\u2019ultimo principio \u00e8 la progettazione per il consolidamento delle parti. In generale, uno dei principali vantaggi dell\u2019AM \u00e8 la capacit\u00e0 di consolidare gli assiemi in un numero minore di parti, o in alcuni casi in un\u2019unica parte monolitica. Tra i motivi per cui si desidera consolidare i pezzi vi sono la riduzione del numero di fissaggi, la riduzione delle scorte, la riduzione del rischio di consegna o di obsolescenza dei pezzi e, infine, la riduzione dei tempi e dei costi di assemblaggio. L\u2019aumento della complessit\u00e0 non comporta un aumento dei costi, offrendo un notevole vantaggio rispetto alle tecnologie di produzione tradizionali per l\u2019ottimizzazione della progettazione. Il costo totale di produzione non cambia in modo significativo per i grandi volumi. Le tecnologie di produzione additiva offrono un\u2019enorme libert\u00e0 di progettazione rispetto ad altri metodi di produzione come lo stampaggio a iniezione o la lavorazione CNC.<\/p>\n

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Caratteristiche dei pezzi prodotti in additive<\/div>\n
Gli attributi unici dei pezzi prodotti in modo additivo includono: \u2013 Strutture interne, come i canali a reticolo o ad avvolgimento \u2013 Forme geometriche complesse \u2013 Progettazione multi-materiale \u2013 Consolidamento dei pezzi \u2013 Personalizzazione di massa<\/div>\n<\/div>\n

Gli strumenti del DfAM<\/strong><\/h4>\n

Gli strumenti utilizzati per la DfAM comprendono una serie di prodotti software<\/strong>, molti dei quali forse gi\u00e0 noti, come Fusion 360 o Siemens NX, che prendono un file digitale di progettazione assistita dal computer (CAD) e ne ottimizzano le caratteristiche per la produzione additiva. Questi programmi consentono agli ingegneri di creare iterazioni di pezzi, simulare le sollecitazioni sulle parti, generare le strutture di supporto necessarie per il processo di stampa 3D e persino stimare il costo e il tempo di stampa del pezzo in base ai materiali e alla stampante disponibile.
\nL\u2019ottimizzazione topologica<\/strong> \u00e8 un processo di progettazione computazionale che cerca di produrre una distribuzione efficiente dei materiali per risolvere un particolare problema in base a un insieme di casi di carico, propriet\u00e0 dei materiali e condizioni al contorno. \u00c8 un tipo di progettazione generativa<\/strong> che viene spesso utilizzata per produrre componenti altamente efficienti<\/strong> nel resistere alle forze meccaniche, pur rimanendo il pi\u00f9 leggeri possibile. La produzione additiva \u00e8 adatta a produrre questi risultati, che spesso hanno un aspetto organico e sono difficili da realizzare con altri metodi di produzione. I software di ottimizzazione topologica e di progettazione generativa (spesso integrati nei software CAD e DfAM) consentono di ottimizzare un componente<\/strong> per ridurre la quantit\u00e0 di materiale necessaria e massimizzarne la resistenza e le prestazioni. In sostanza, l\u2019ottimizzazione topologica \u00e8 il processo algoritmico di ottimizzazione di un componente meccanico o di una parte, di solito attraverso la riduzione del materiale<\/strong>. Questo viene calcolato in base alle sollecitazioni meccaniche a cui il pezzo sar\u00e0 sottoposto durante il suo regolare funzionamento. Pu\u00f2 essere classificata come un sottocampo dell\u2019ottimizzazione strutturale e fa anche parte della pratica pi\u00f9 ampia della progettazione generativa. L\u2019ottimizzazione topologica si avvale di simulazioni di analisi a elementi finiti (FEA)<\/strong> per valutare quali aree di un oggetto non sono strutturalmente cruciali. La FEA iniziale simula la distribuzione delle sollecitazioni di un oggetto sottoposto alle forze esterne e ad altri perimetri inseriti dall\u2019utente. Con questi risultati, gli algoritmi possono verificare quali sezioni dell\u2019oggetto sono meno soggette a sollecitazioni interne e, quindi, potenzialmente in grado di essere rimosse. L\u2019algoritmo valuta costantemente la distribuzione delle sollecitazioni strutturali mentre rimuove il materiale, per valutare gli effetti risultanti.<\/p>\n

L\u2019ottimizzazione topologica nei diversi settori industriali<\/strong><\/h5>\n

Il design ottimale<\/strong> di un determinato pezzo spesso non \u00e8 intuitivo e di solito comporta forme complesse e organiche<\/strong>. Gli algoritmi di ottimizzazione topologica non tengono conto di aspetti come l\u2019estetica e possono violare le comuni regole di progettazione (come lo spessore uniforme) a favore delle prestazioni. Oltre alle sollecitazioni, il pezzo pu\u00f2 avere pi\u00f9 condizioni o obiettivi di cui tenere conto. Gli ingegneri sfruttano le loro competenze per mettere a punto e modificare il pezzo strutturalmente ottimizzato in base al suo utilizzo effettivo e alla sua producibilit\u00e0. L\u2019ottimizzazione topologica<\/strong> \u00e8 utilizzata in tutti i settori industriali, ma soprattutto nell\u2019industria aerospaziale, dove la riduzione del peso<\/strong> \u00e8 essenziale. Lo si vede anche nei settori dell\u2019architettura, della sanit\u00e0 e dell\u2019automobile, dove la riduzione della quantit\u00e0 di materiale utilizzato produce ulteriori vantaggi per i pezzi e i prodotti. Le strutture leggere<\/strong> non solo riducono i costi dei materiali, ma limitano anche il consumo di risorse di produzione. In generale, le parti mobili pi\u00f9 leggere generano meno attrito e richiedono meno energia per essere messe in movimento. Inoltre, anche la catena di fornitura ne trae vantaggio, poich\u00e9 i componenti pi\u00f9 leggeri sono pi\u00f9 facili ed economici da trasportare. Uno dei vantaggi dell\u2019ottimizzazione della topologia \u00e8 che il processo di progettazione generativa pu\u00f2 essere intrapreso utilizzando tecniche di simulazione prima che abbiano luogo i processi di produzione fisica. Questo processo di ottimizzazione, rispetto ai tradizionali processi di prototipazione e test, riduce sia gli sprechi di materiale che i costi in termini di tempo e risorse necessarie per produrre e testare le parti.<\/strong> Le tecnologie di produzione additiva e di ottimizzazione della topologia si sono sviluppate insieme per creare una felice partnership. A seconda delle esigenze della forma topologicamente ottimizzata, la lavorazione CNC e il taglio laser possono, in alcuni casi, produrre il componente finito; quindi, la stampa 3D non \u00e8 l\u2019unico servizio di produzione praticabile che si abbina bene con l\u2019ottimizzazione della topologia, ma spesso \u00e8 l\u2019ovvia scelta per forme pi\u00f9 complesse. Le tecniche di analisi avanzate sviluppate per l\u2019ottimizzazione della topologia utilizzano modelli matematici per produrre questi progetti efficienti, spesso dall\u2019aspetto organico, per componenti meccanici. Questo processo semplicemente non era possibile finch\u00e9 i pacchetti software non fossero stati sviluppati abbastanza da fornire soluzioni avanzate di simulazione e processo di progettazione.<\/p>\n

Il Generative design e la biomimetica<\/strong><\/h5>\n

Il design generativo<\/strong> \u00e8 una tecnica di progettazione assistita da computer che utilizza l\u2019intelligenza artificiale per ottimizzare il processo di progettazione. La tecnica, a volte definita processo di esplorazione del design, viene utilizzata in molti campi, tra cui l\u2019architettura, l\u2019aerospaziale e l\u2019edilizia. Aiuta gli ingegneri in questi campi a generare pi\u00f9 idee, a generare idee pi\u00f9 velocemente e a portare i prodotti sul mercato pi\u00f9 rapidamente.
\nOgni modello di progettazione generativa ha tre componenti chiave: generazione della geometria, valutazione del progetto e cicli di iterazione automatizzati.<\/strong> Il design generativo \u00e8 solo una variante dell\u2019intelligenza artificiale generativa. Il termine progettazione generativa viene spesso utilizzato in modo intercambiabile con ottimizzazione della topologia. Tuttavia, i due concetti sono diversi.
\nL\u2019ottimizzazione della topologia \u00e8 una tecnica che utilizza un modello CAD progettato dall\u2019uomo per generare un unico modello ottimizzato. L\u2019ingegnere fornisce carichi e vincoli specifici e il software genera un modello ottimizzando la disposizione del materiale in base ai carichi e ai vincoli. La progettazione generativa non ha bisogno di una progettazione generata dall\u2019uomo per iniziare. L\u2019ingegnere deve solo fornire al software una serie di vincoli e il software di progettazione generativa presenter\u00e0 molti progetti possibili.
\nLa progettazione generativa pu\u00f2 imitare il modo in cui la natura progetta sistemi e strutture. Questo concetto \u00e8 noto come biomimetica<\/strong>. Programmi pi\u00f9 recenti come Paramatters e Live Parts di Desktop Metal utilizzano un approccio biomimetico<\/strong>. Ci\u00f2 aggiunge materiale o \u201caccresce\u201d le caratteristiche che collegano la geometria di input in grado di sopportare i carichi specificati. \u00c8 un po\u2019 come osservare la crescita delle alghe al microscopio. Ci\u00f2 si traduce in un modello molto pi\u00f9 organico che sarebbe difficile da concettualizzare per un designer umano, soprattutto nello stesso lasso di tempo. L\u2019analisi degli elementi finiti (FEA) \u00e8 integrata per aiutare a perfezionare la geometria e visualizzer\u00e0 i risultati prima di esportare il modello finito come file mesh o, nella maggior parte dei casi, come file B-spline solido (NURBS) che pu\u00f2 essere importato nel computer programma di progettazione assistita (CAD) di scelta. Ci\u00f2 pu\u00f2 ovviamente essere convalidato applicando gli stessi carichi in un programma secondario. Alcuni programmi CAD dispongono di una progettazione generativa integrata per semplificare ulteriormente il flusso di lavoro.
\nLa biomimetica<\/strong> tenta di osservare e studiare i modelli di risoluzione dei problemi collaudati nel tempo della natura e di applicare queste soluzioni strategiche al nostro modo di vivere. Emulando queste soluzioni, possiamo adattare i nostri progetti per modellare quelli che si trovano in natura e potenzialmente creare soluzioni sostenibili. Il modo pi\u00f9 semplice per descrivere il design biomimetico \u00e8 quello che imita la vita. Considerata una miscela di scienza e arte, la biomimetica \u00e8 l\u2019innovazione ispirata alla natura. La biomimetica \u00e8 un approccio innovativo alla risoluzione dei problemi che ha prodotto numerosi risultati positivi. Se applicate nel giusto contesto, le soluzioni biomimetiche possono essere rivoluzionarie. Come molti altri approcci progettuali, la biomimetica non \u00e8 comunque priva di limiti. Per ogni grande successo della biomimetica che cambia il mondo, come il Velcro, ci sono altrettante idee innovative che non possono essere implementate con successo. Sebbene l\u2019ispirazione o le idee non manchino, molte soluzioni non sono pratiche da sviluppare e distribuire.<\/p>\n

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La biomimetica applicata<\/div>\n
Esempi di biomimetica si trovano principalmente in architettura: 1. Sagrada Familia<\/strong> a Barcellona: questa cattedrale in Spagna \u00e8 ancora incompiuta da quando la sua costruzione inizi\u00f2 nel 1800. L\u2019architetto Antoni Gaud\u00ec credeva che la natura fornisse il miglior esempio di costruzione e utilizz\u00f2 questi elementi sia all\u2019interno che all\u2019esterno della chiesa. Le alte colonne che sporgono dal pavimento al soffitto ricordano una foresta mentre i lucernari riflettono la luce in tutto lo spazio. 2. The Gherkin a Londra<\/strong>: questo grattacielo \u00e8 uno dei pi\u00f9 iconici in Inghilterra e nel mondo. Essendo una delle prime strutture progettate in modo progressista dal punto di vista ambientale, i suoi architetti hanno modellato il suo sistema di ventilazione sul modo in cui le spugne di mare e gli anemoni dirigono il flusso d\u2019acqua attraverso i loro corpi. 3. Edificio BIQ ad Amburgo<\/strong>: noto come la casa delle alghe, l\u2019edificio BIQ in Germania ha microalghe viventi incorporate nel suo design. Considerata una \u201cfacciata bioreattore\u201d, questo edificio crea un filtro solare in estate e consente l\u2019ingresso di pi\u00f9 luce solare durante l\u2019inverno. Le alghe utilizzate nell\u2019involucro dell\u2019edificio vengono quindi raccolte e riciclate nel biogas utilizzato nell\u2019edificio. Un altro campo in cui la biomimetica viene applicata \u00e8 quello dei trasporti. Dai sottomarini ispirati alle orche e i sistemi di propulsione ispirati ai polpi per le barche, ai progetti di prototipi che potrebbero consentire a veicoli e navi di muoversi pi\u00f9 velocemente e immergersi pi\u00f9 in profondit\u00e0, la biomimetica nei trasporti \u00e8 pi\u00f9 comune di quanto si possa pensare.<\/div>\n<\/div>\n
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I vantaggi e le sfide offerte dalla biomimetica<\/div>\n
La biomimetica offre numerosi vantaggi rispetto agli approcci di progettazione tradizionali, tra cui: 1. Sostenibilit\u00e0<\/strong>: emulando sistemi e processi naturali, la biomimetica offre soluzioni che sono spesso pi\u00f9 sostenibili rispetto alle alternative artificiali. 2. Efficienza<\/strong>: i sistemi e i processi naturali si sono evoluti nel corso di milioni di anni fino a diventare incredibilmente efficienti. Emulando questi sistemi, i progettisti possono creare soluzioni pi\u00f9 efficienti rispetto ai progetti tradizionali. 3. Rapporto costo-efficacia<\/strong>: molte soluzioni biomimetiche sono convenienti perch\u00e9 utilizzano meno risorse e sono pi\u00f9 efficienti rispetto ai progetti tradizionali. Sebbene la biomimetica abbia molti vantaggi, ci sono anche alcune sfide nell\u2019utilizzo di questo approccio nella progettazione, tra cui: 1. Complessit\u00e0<\/em>: i sistemi naturali sono spesso incredibilmente complessi e pu\u00f2 non essere facile capire come funzionano e come emularli in un progetto. 2. Limitazioni<\/em>: non tutti i sistemi naturali si applicano ai problemi umani e potrebbero esserci limitazioni a ci\u00f2 che pu\u00f2 essere emulato in un progetto. 3. Propriet\u00e0 intellettuale<\/em>: poich\u00e9 la biomimetica spesso implica lo studio e l\u2019emulazione dei sistemi naturali, i problemi di propriet\u00e0 intellettuale possono essere correlati all\u2019utilizzo di questi sistemi nella progettazione.<\/div>\n<\/div>\n
Il generative design applicato all\u2019industria<\/h5>\n

Grazie alla progettazione assistita dal computer<\/strong>, negli ultimi decenni l\u2019uso della biomimetica in architettura ha fatto rapidi progressi e le applicazioni e le possibilit\u00e0 si sono ampliate. Ci\u00f2 ha contribuito ad aprire maggiormente la porta all\u2019idea di processi di progettazione morfogenici ed evolutivi e quindi ottimizzare la progettazione biomimetica utilizzando l\u2019ottimizzazione della topologia strutturale.
\nGli ingegneri possono utilizzare il software di progettazione generativa per eseguire le seguenti operazioni:
\n\u2022 Creare nuovi progetti di parti.
\n\u2022 Creare parti pi\u00f9 efficienti.
\n\u2022 Creare parti pi\u00f9 rapidamente.
\n\u2022 Creare parti a un costo inferiore.
\nLa progettazione generativa ha una variet\u00e0 di casi d\u2019uso in tutti i settori<\/strong>. Alcuni esempi includono quanto segue:
\n\u2022 Produzione. Nel settore manifatturiero, la progettazione generativa pu\u00f2 essere utilizzata per trovare nuovi modi per ridurre il peso dei componenti. Pu\u00f2 anche essere utilizzato insieme alla stampa 3D e alla produzione additiva, ovvero il nome industriale della stampa 3D.
\n\u2022 Settore automobilistico. Nel settore automobilistico, la progettazione generativa pu\u00f2 essere utilizzata per esplorare nuove geometrie e forme per i ricambi auto.
\n\u2022 Aerospaziale. La progettazione generativa pu\u00f2 essere utilizzata per creare nuovi progetti di aeromobili con l\u2019obiettivo di migliorare l\u2019impatto ambientale, la sicurezza e la riduzione del peso.
\n\u2022 Architettura. La progettazione generativa pu\u00f2 essere utilizzata per creare edifici pi\u00f9 sostenibili e resilienti, nonch\u00e9 progetti di elementi civili.
\n\u2022 Beni di consumo. I prodotti di consumo quotidiano, come le attrezzature sportive, possono essere progettati e realizzati per migliorare le prestazioni e ridurre i costi.<\/p>\n

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Vantaggi e limiti del generative design<\/div>\n
I vantaggi<\/strong> della progettazione generativa includono quanto segue: \u2022 Esplorazione<\/strong> simultanea. \u2022 Personalizzazione<\/strong> di massa. \u2022 Tempi di progettazione<\/strong> pi\u00f9 rapidi. \u2022 Pi\u00f9 opzioni di progettazione. \u2022 Curva di apprendimento<\/strong> poco profonda. I limiti<\/strong> della progettazione generativa includono quanto segue: \u2022 Pregiudizio<\/strong>. Gli algoritmi di intelligenza artificiale potrebbero fare un lavoro migliore nell\u2019oscurare i pregiudizi e renderli pi\u00f9 difficili da rilevare. \u2022 Qualit\u00e0<\/strong>. Il software di progettazione generativa pu\u00f2 creare una grande quantit\u00e0 di opzioni di progettazione. Ci\u00f2 pu\u00f2 rendere pi\u00f9 difficile determinare quali progetti generati siano di qualit\u00e0 e quali no. Il software non riconosce intrinsecamente la differenza. \u2022 Paradosso della scelta<\/strong>. Se il problema non \u00e8 ben definito, il paradosso della scelta pu\u00f2 rendere pi\u00f9 difficile la decisione sul progetto giusto. Pi\u00f9 scelte possono distrarre da ci\u00f2 che \u00e8 pi\u00f9 importante per risolvere un problema. Nella progettazione generativa, molti progetti soddisfano i criteri originali stabiliti dall\u2019ingegnere. \u2022 Guidare il software<\/strong>. Il progettista deve comunque fornire i parametri e i vincoli corretti al software affinch\u00e9 le sue generazioni abbiano valore.<\/div>\n<\/div>\n

Alcuni progetti di esempio del mondo reale che hanno utilizzato il design generativo includono quanto segue:
\n\u2022 Lander sulla Luna. La NASA ha utilizzato il software di progettazione generativa di Autodesk per creare un lander lunare di prossima generazione. Il lander \u00e8 pi\u00f9 leggero dei lander tradizionali.
\n\u2022 Sedia efficiente in termini di risorse. Philippe Starck ha progettato una sedia di produzione utilizzando il design generativo. Il suo obiettivo era creare una sedia che utilizzasse il minor numero di materiali possibile; il risultato \u00e8 stata la prima sedia progettata da AI.
\n\u2022 Scarpa efficiente in termini di risorse. New Balance ha utilizzato il design generativo per creare un reticolo interno della suola di una scarpa con un design pi\u00f9 organico.
\n\u2022 Nuova progettazione dell\u2019edificio. Zaha Hadid Architects ha utilizzato il design generativo per creare l\u2019Heydar Aliyev Centre. L\u2019edificio ricorda una forma fluida che emerge dalla topografia naturale del paesaggio.<\/p>\n

Differenze tra ottimizzazione topologica e progettazione generativa<\/h5>\n

La differenza principale tra l\u2019ottimizzazione della topologia e la progettazione generativa<\/strong> \u00e8 la seguente: l\u2019ottimizzazione della topologia avviene nelle fasi di progettazione mature, in cui \u00e8 gi\u00e0 impostata una geometria iniziale. Pertanto, l\u2019ottimizzazione della topologia, mentre si creano nuove forme, crea uno spazio di progettazione pi\u00f9 controllato. La progettazione generativa viene utilizzata nella fase iniziale della progettazione, fornendo agli ingegneri un feedback prezioso per le possibilit\u00e0 di progettazione iniziali. Il design generativo pu\u00f2 vedere uno spazio progettuale molto pi\u00f9 ampio e innovativo. L\u2019ottimizzazione della topologia<\/strong> viene applicata per ottenere una distribuzione ottimale dei materiali per un progetto in condizioni di funzionalit\u00e0 o \u201cvincoli\u201d. L\u2019algoritmo di ottimizzazione della topologia riduce il materiale su un dato oggetto, consentendogli di mantenere pi\u00f9 o meno la stessa forma e funzione come originariamente previsto. Il processo di progettazione generativa<\/strong> considera molteplici alternative e le fa convergere su una soluzione basata sui requisiti funzionali dell\u2019ingegneria e su altri requisiti. \u00c8 pi\u00f9 adatto per i metodi di produzione additiva.
\nIl processo di progettazione generativa per un componente inizia con i criteri di accoppiamento con il resto del progetto e quali parti dello spazio di progettazione sono disponibili dopo aver considerato i vincoli basati su ostacoli geometrici e altre caratteristiche come i fori per il fissaggio. Soprattutto con progetti leggeri basati su strutture reticolari, l\u2019ideazione automatizzata del design generativo pu\u00f2 produrre una geometria valida anche per l\u2019integrit\u00e0 strutturale. Questo pu\u00f2 essere verificato con l\u2019analisi agli elementi finiti.
\nLa progettazione generativa potenziata dai metodi neurali dell\u2019intelligenza artificiale pu\u00f2 coprire lo spazio di tutte le possibili soluzioni progettuali dati i vincoli del metodo di produzione e la disposizione dei materiali e fornire una forma finale progettata senza il pregiudizio dell\u2019elemento umano ma allo stesso tempo con una considerazione realistica del processo di produzione. La simulazione e l\u2019ottimizzazione ingegneristica interattiva sono rese possibili sfruttando la potenza dei dati. I modelli di intelligenza artificiale predittiva generano simulazioni fisiche utilizzando un modello CAD grezzo come unico input. L\u2019intelligenza artificiale pu\u00f2 imparare dai dati che gli ingegneri producono quotidianamente. Questi modelli predittivi semplificano i processi ed emulano le competenze degli ingegneri di simulazione trasferendole ai progettisti o agli algoritmi di progettazione generativa nelle prime fasi dello sviluppo del prodotto. Il processo di intelligenza artificiale consente di ridurre il numero di iterazioni tra i team e di ottimizzare i progetti.<\/p>\n<\/div>\n

L’articolo Come sfruttare le potenzialit\u00e0 dell\u2019additive con il DfAM (Design for Additive Manufacturing)<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

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Autore: Emanuela Bianchi<\/p>\n

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