Ein Produkt und dessen Komponenten haben bis zur Marktreife in der Regel einige Iterationen durchlaufen. Geplante wie ungeplante Optimierungsschleifen ergeben sich, wenn etwa Zielgrößen wie Fertigungs- und Materialkosten, Gewicht oder Belastbarkeit zunächst nicht erreicht werden.
Designvorschläge mit Kostenschätzung
Ein Weg, um die spezifizierten Parameter einzuhalten, ist das generative Design. Mit diesem Ansatz können verschiedene Entwurfsvarianten erstellt und bewertet werden. Nutzer geben die jeweiligen Anforderungen und Einschränkungen, etwa eine Auswahl präferierter Materialien, geplante Stückzahlen und mögliche Fertigungsmethoden an, und die Software schlägt darauf basierend verschiedene Lösungen inklusive Kostenabschätzung vor. Dadurch stehen auch Optionen zur Verfügung, die die Konstrukteure vorher vielleicht nicht im Blick hatten. Dafür sorgen Algorithmen, deren Berechnung in der Cloud erfolgt. Weitere beteiligte Bereiche wie etwa die Fertigung oder die Beschaffung können ebenfalls früh im Entstehungsprozess einbezogen werden.
Potenzial für die Industrie
Die ersten industriellen Anwendungsfälle dieser Technologie sind vorrangig in der Automobil-, der Mobilitäts- sowie der Luft- und Raumfahrtindustrie zu finden. Dort bringt die Gewichtsreduzierung bei gleichzeitiger Beibehaltung der Leistungsparameter Vorteile im Produktlebenszyklus. Jedes Gramm, das nicht in die Luft befördert werden oder anderweitig bewegt werden muss, spart Geld und reduziert zudem Energie sowie Emissionen im Betrieb. Auch für den Maschinen- und Anlagenbau liegt Potenzial in Material- und Gewichtseinsparungen. Wenn es etwa um Produktionsautomatisierung und Arbeitssicherheit geht, können Leichtbaukonstruktionen Vorteile bringen. Zudem lässt sich generatives Design für subtraktive, additive und kombinierte Fertigungsverfahren einsetzen. In aktuellen Forschungsprojekten arbeiten Werkzeugbauer beispielsweise an der Kombination von additiver Fertigung und Fräsbearbeitung, um Spritzgussformen mit generativ erstellten, konturnahen Kühlkanälen herzustellen. Bei ersten Prototypen konnten auf diese Weise 20 Prozent kürzere Kühlzeiten im Spritzgussprozess erreicht werden.
Anwendung in frühen Projektphasen ermöglichen
Um die Akzeptanz des generativen Designs in den Konstruktionsabteilungen zu erhöhen, arbeitet Autodesk daran, den Ansatz per sogenanntem ‚Automated Modeling‘ auf die frühen Modellierungsphasen im Konstruktionsprozess anwenden zu können. Ziel ist es, die Erstellung geometrischer Formen zu beschleunigen und somit die Nutzung auf alltägliche Konstruktionstätigkeiten auszudehnen. Anders als bei den eingangs geschilderten Funktionalitäten des generativen Designs sind bei diesem Ansatz vorab keine Lasten und Kräfte, Materialien oder Fertigungsinformationen zu definieren. Durch die Auswahl von zwei separaten Körpern samt Bereichen, die ausgespart werden müssen, können so Verbindungen, Aufnahmen oder Halterungen erzeugt werden.