Генеративный дизайн — революция в 3D-печати?

Как вы думаете, захватят ли роботы мир? Уже сегодня и совсем рядом с вами создаются удивительные и абсолютно новые предметы, конструкции которых намного легче и эффективнее. И дело тут не в гениальности человеческого разума, а в гениальности искусственного интеллекта.

Что вы видите на этой фотографии? Как вы думаете, какой вес может выдержать эта конструкция? Не внушает доверия, правда?

Но погодите! Ваш мозг вас просто обманывает! И мы уверены в своих словах, ведь искусственный интеллект создал их все и провел испытания для каждой из конструкций.

Эта удивительная методология появилась еще в 1960-м году. На тот момент не существовало технологий, которые позволили бы снизить металлоемкость проектируемых изделий. Но наука не стоит на месте. И с приходом вычислительного моделирования, компьютерных технологий и методов конечных элементов ученые пришли к тому, что появился совершенно новый математический инструмент, который позволяет проанализировать напряженно деформированное состояние самих деталей.

Зная это состояние мы можем уменьшить - или вовсе исключить! - неэффективные материалы. Все эти знания ученые сложили в целую систему - и назвали ее «топологической оптимизацией».

Почему понять эти принципы так важно? Именно на этот математический аппарат опирается генеративный дизайн.

Довольно часто генеративный дизайн сравнивают с биологическим дизайном. Взгляните, это действительно похоже на какой-то совершенно удивительный скелет или переплетения ветвей деревьев.

Настоящая конкуренция с природой!

Главным толчком в развитии генеративного дизайна стала 3D печать металлом. Но металл - это ооочень дорого. Однако, наука не стоит на месте и уже разработаны особо прочные композиционные материалы, которые могут стать достойной альтернативой.

Такие решения чаще используют в сферах, где важно сэкономить каждый грамм: космические аппараты, авиастроение, инновационное машиностроение. Другая смежная задача — экономия дорогих материалов (сложные сплавы, редкие металлы). Генеративный подход в проектировании позволяет некоторым компаниям тратить на 30-50% меньше материала.

Компьютер – не человек, он не требует прихода вдохновения. Он просто делает. И тем он лучше нас.

Само программное обеспечение можно регулировать, задавая определенные параметры для создаваемой конструкции. Например, инженер может поставить задачу создать легкий, надежный и недорогой вариант. В свою очередь компьютер создаст десятки тысяч вариантов, из которых выберет единственный – соответствующий всем критериям.

Когда инженерам Airbus потребовалось снизить расходы топлива для лайнеров, они решили снизить вес самолетов, облегчив внутренние перегородки. Генеративный алгоритм предложил вариант конструкции перегородки, который выглядел как набор случайных осей. Однако такая конструкция соответствовала всем требованиям: снижала вес отдельных модулей самолёта до 45%, сохраняя прочность всей системы.

Даже NASA участвует в этом, делая легче свой аппарат для миссий на Юпитер и Сатурн. При помощи генеративного дизайна Autodesk смогла уменьшить вес ног посадочного модуля на 35%.

Чем глубже погружаешься в тему, тем сильнее генеративный дизайн захватывает!

Поэтому мы решили создать свой вариант синтеза генеративного дизайна и аддитивных технологий.

Мы напечатали (угадайте чтоооо?) стойку антикрыла автомобиля.

Эти стойки напечатаны из углеродонаполненного ABS, и мы установим их на автомобиль, прикрепим антикрыло и будем разгоняться, пока не отвалится! В лучших традициях Импринты)

А дальше мы проверим, выдержат ли напечатанные стойки расчетную нагрузку на самом деле. Испытания будут проводиться в полевых условиях (на гоночной трассе). Скорость автомобиля - 200 км/ч.

Что из этого получилось, можно посмотреть в нашем видео: