2021/08/30

Creo生成設計的初學者指南

生成設計有望革新產品及其製造方式。利用雲端計算和人工智慧,該技術可以建立與工程師自己想出的任何設計都不一樣的內容。實際運作方式為何?以下是基本資訊:

什麼是生成設計?

生成設計是一種透過電腦軟體建立和最佳化3D模型的技術。使用者設定模型的需求 (例如製造流程、負載與條件約束),然後軟體提供滿足這些需求的最佳設計。

這並不意味著設計師在設計產品時就可以高枕無憂。在這種情況下,人們仍然需要考慮重量限制、實體條件約束、材料的可用性等。事實上,工程師越是精準地定義這些不同的設計標準需求,系統就能越順利地發現可行的解決方案。

幸運的是,本軟體還可以幫助工程師 (特別是新手) 探索條件約束。例如,您可以設計 3D 列印設定。然後使用三軸銑削再試一次。 這時可決定最適合您的預算、時間表等的結果,並將其設定為繼續完成工作的最佳解決方案。

生成設計解決了哪些問題?

生成設計可在短時間內產生數百種創新設計選項,尤其是當軟體利用雲端計算資源時。然後由使用者來評估權衡。例如,即使兩個模型都符合規格,選項 1 的重量可能更輕,而選項 2 的強度會更高一些。兩者都適用,但是決定時總會希望有多個選擇可挑。
生成設計的最大優勢就是可以在最短的時間內讓創新產品上市。儘管無法一眼就看出來,但是生成設計對 於有以下需求的公司也產生了重大影響:

• 產品差異化。坦白地說,大多數設計都是以過去可用的模型為原型。我們進行些微變更,並希望 藉此取悅客戶。生成設計讓您打破常規,創造超乎需求水準的高效能新零件和產品。此外,競爭 對手難以複製這些設計。

• 專家結果 (連新手工程師也是來源之一)。擔心技能差距?新手機械工程師現在可以使用生成設計 來建立零件,而無需大量的知識。(當系統傳回數百個適合的解決方案時該怎麼辦?生成設計技術 中包含的人工智慧可以快速篩選出各種設計選項。)

• 最佳化的產品成本。生成設計可以透過剔除過度設計的零件來節省成本。有些設計雖然可靠,但 可能會使用不必要的其他材料或更複雜的製造方法。

• 最佳化的信度。針對生成設計結果進行應力分析,以驗證設計的品質和耐用性。如此確保您的設 計實際上可發揮作用。(同時省下製造和服務支援的成本。)

圖像:用於三軸銑削、鑄造和積層製造的零件。

已經使用生成設計的產品和公司

工程師開始利用生成設計軟體來探索從未考慮過的設計選項。這是他們瞭解到的內容: 上面動畫中所展示的 GE 支架重新設計比原始設計輕了 75%,並透過生成設計進行最佳化,以將其保持在材料屈服應力之內

「作為一名工程師,我喜歡直角、平坦的表面和渾圓的形狀,而生成設計則讓我明白這些可能不是最佳的解決方案。因此,如果我想要成為業界頂尖工程師,就要運用生成設計尋找相關解決方案。」 Jesse Craft, Jacobs Engineering 高級設計工程師兼創新專案經理

瞭解生成設計發揮的作用

使用生成設計會是什麼樣子呢?在下面的影片中,請仔細查看如何設定研究並最佳化零件。

拓撲最佳化與生成設計有何不同?

生成設計和拓撲最佳化這兩個詞彙經常互換使用,因此瞭解它們之間的區別是很有幫助的。 從 PTC 的角度來看,拓撲最佳化僅依據功能目標、條件約束和負載合併出單一解決方案。 生成設計同時發展多個解決方案,依據功能和非工程需求,合併出一組最佳解決方案。

生成設計對當今工程師的意義是什麼?

我們提到,新手工程師可藉此迅速開始生產成功的生成模型,進而提升專業能力。 Jesse Coors-Blankenship 在最近於 Machine Design (機器設計) 發表的文章寫道,不論工程師的 程度為何,生成設計都可協助工程師將其工作轉移到規劃參數和測試條件上。 「擺脫精調設計的繁瑣試驗和錯誤後,工程師可以專注於設計需要達成的目標上,而不是實現設計的方法。」

關於編寫者
Cat McClintock
Cat McClintock 編輯 PTC 的 Creo 和 Mathcad 部落格。她是資歷超過15 年的作家和編輯,曾任職於 CAD、PDM、ERP 和 CRM 軟體公司。在此之前,編輯過學術出版社的科學期刊,並為醫療器材製造商調整光學組件。具備技術新聞學、古典學和光電學學位。喜歡與 PTC 客戶交談,瞭解他們進行中的有趣工作及使用本軟體的創新方式。


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