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Qu'est-ce que le design génératif?

Introduction

Le design génératif pourrait bien avoir le pouvoir de changer le paysage de la fabrication. En effet, ce procédé pourrait devenir un véritable allié pour votre procédé de fabrication, ainsi qu’un véritable avantage pour toutes les industries. Nous allons voir aujourd’hui ce qu’est le design génératif, et regarderont d’un peu plus près ses bénéfices et notamment de le cadre d’une production en impression 3D. 

Qui peut bénéficier de cette technique de développement de design et comment impacte-t-elle le futur de la fabrication?

Les bases du design génératif

Le design génératif est un procédé de design itératif. Le programme va générer différentes possibilités de designs en fonction de paramètres et des attentes du designer. Ce dernier va entrer un certains nombre d’informations permettant au logiciel de générer plusieurs alternatives du même design. 

Le design génératif est une technique efficace pour obtenir des pièces parfaitement optimisées, rendant possible de créer des pièces plus légères, consolidées et ainsi, plus durables. Si cette technique peut créer des designs parfaitement optimisées, gardez à l’esprit qu’elle est tout de même différente de l’optimisation topologique. 

En effet, l’optimisation topologique améliore la répartition de la matière au sein d’une pièce, modifiant sa forme et permettant d’améliorer sa robustesse et son poids.  En ce qui concerne le design génératif, vous n’avez pas besoin de design pour commencer à utiliser cette technique, seulement les informations de bases et les paramètres qui vous permettront d’explorer le champ des possibles. 

 

generative design

https://www.plm.automation.siemens.com/

Comment le design génératif fonctionne-t-il?

En temps normal, en travaillant pour un client, les ingénieurs et designers doivent développer un projet en prenant en compte différentes attentes et prérequis. Au lieu de commencer à travailler sur un design à partir de zéro, vous envoyez les informations nécessaires au logiciel pour qu’il crée le design de votre choix. Aucune géométrie n’est nécessaire au début de votre projet. Le logiciel va produire des centaines, voire des milliers d’options pour votre design, l’Intelligence Artificielle peut aussi faire une analyse plus poussée des designs et établir quel design sera le plus efficace. 

Les programmes proposant des options de design génératif utilisent la puissance du cloud et du machine learning pour explorer des nouvelles possibilités. Il teste et apprend avec toutes les itérations, ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas. Le design génératif est disponible avec Autodesk’s Fusion 360, Creo PTC et Siemen’s NX, par exemple.

Concrètement, qu’avez-vous à faire pour générer vos designs ? Basé sur l’Intelligence Artificielle, le design génératif se base sur vos contraintes pour créer les designs les plus adaptés. Vous n’avez besoin de rien de plus que ces informations pour débuter vos projets. La première étape de ce procédé sera donc d’entrer tous les paramètres et les contraintes de votre projet:

  • Les contraintes physiques: Il s’agit des informations de base sur votre design, comme son poids et sa taille.  
  • Les points de pression et les charges: Cela aidera les algorithmes à décider où la pièce aura besoin d’être renforcée. 
  • Les matériaux auxquels vous avez accès.
  • Le procédé de fabrication, allez-vous utiliser la fabrication additive ou le CNC machining? 

Grâce à l’ensemble de ces critères, le programme sera en mesure de créer différents design. Suite à cela, l’ingénieur ou le designer sera en mesure de faire son choix.   

Quels sont les avantages de cette technique de design?

Tous les secteurs peuvent bénéficier du procédé de design génératif. Avec un impact certain sur la productivité et l’innovation de votre entreprise, des secteurs comme l’automobile, l’aérospatiale , l’architecture, etc. peuvent profiter de cette technique efficace et innovante. 

Utiliser cette technique de design permet de se libérer de certaines barrières, comme les limites de notre imagination. Le logiciel est capable de créer des formes auxquelles vous n’aurez peut-être jamais pensé. 

L’opportunité de créer des pièces plus légère est notamment intéressant pour des industries telles que l’automobile et l’aérospatiale. En optimisant un design et en réduisant la quantité de matière nécessaire à la création de la pièce. Mais le design génératif n’oublie pas de consolider la pièce! Obtenir une pièce solide est important, réduisant par exemple les coûts de maintenance, augmentant également l’efficacité et la durabilité de la pièce.

Les possibilités infinies offertes par le design génératif et la fabrication additive

Si vous prévoyez d’utiliser l’impression 3D pour fabriquer votre projet, le design génératif peut être une solution à considérer. 

Le Design pour la fabrication additive (DfAM) requiert une formation spécifique ainsi que certaines connaissances. La fabrication additive permet de nouvelles possibilités en donnant davantage de liberté et de flexibilité.  

Créer un design pour cette technologie implique une nouvelle façon de penser, indépendante des contraintes imposées par la fabrication traditionnelle. Si vous êtes habitués à créer des designs pour la fabrication traditionnelle, il peut être difficile d’oublier certains automatismes de design. Utiliser le design génératif pour la fabrication additive permet donc de profiter des avantages des deux techniques. Voici quelques exemples !

Airbus 

Certaines industries comme celle de l’aérospatiale ont besoin de réduire le poids de leurs composants. En effet, optimiser le poids des pièces d’un avion permet de réduire les émissions de CO2.

C’est une des raisons pour lesquelles les fabricants au sein de l’aviation, comme Airbus, implémentent le design génératif au sein de leur fabrication. Pour l’A320, Airbus a décidé de générer une pièce de cabine et de l’imprimer en 3D en métal. 

Cette opération a été un réel succès, réduisant de moitié le poids de la pièce, ce qui pourrait mener à une réduction de CO2 de 166 tonnes  par avion!

generative design airbus

Airbus “bionic partition” – https://www.newequipment.com/research-and-development/article/22059780/what-generative-design-is-and-why-its-the-future-of-manufacturing

Bugatti

Bugatti, le fabricant de voiture a testé le logiciel génératif Siemens NX pour une de leur pièce imprimée en 3D en titanium et fibre de carbon. Cette  pièce a été créée pour la voiture de sport Chiron, son assemblage optimisé permettrait une réduction de 50% du poids de la pièce. 

Bugatti brackets

Bugatti

General Motors 

General Motors, le fabricant de voitures, a utilisé Autodesk, pour tester le potential de la génération de design pour un support de siège. 150 designs ont été créés et étaient 40% plus légers et 20% plus robuste que le support actuellement utilisé !

General Motors design

General Motors 

Le design génératif est-il le futur de la fabrication ?

Le design génératif peut aider de nombreuses grandes entreprises à résoudre des challenges en termes de design et d’ingénierie. L’IA devient la norme et le design générative pourrait devenir la méthode de design principale dans le future. Moins de perte, plus de productivité !

Même avec toute son efficacité, le design génératif ne remplacera pas le travail d’un designer, cela ne remplacera pas ses compétences et ses connaissances. Mais aucun doute que ce procédé deviendra de plus en plus essentiel ! 

Même si le design génératif a de nombreux avantages, il ne sera pas la solution à l’ensemble de vos challenges de fabrication. Ne vous inquiétez pas, à Sculpteo, nous pouvons vous proposer une autre solution. L’équipe de Sculpteo Studio, composée de designers et d’ingénieurs, spécialisés dans la fabrication additive. Ils seront là pour vous aider à développer vos designs, conformément aux spécificités de votre industrie. 

Une fois votre fichier 3D prêt, le service d’impression 3D de Sculpteo pourra vous aider à donner vie à vos projets. 

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