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Diseño generativo y la optimización topológica en la plataforma 3DEXPERIENCE

DISEÑO GENERATIVO
¿Qué es el diseño generativo?

El diseño generativo se trata de una herramienta que nos brinda una nueva manera de construir y crear a nuestro alrededor. Sobre todo, ha tomado fuerza en nuestra área de ingeniería. Al fin y al cabo, es una forma de imitar el enfoque de evolución de la naturaleza, de manera que se pueda aplicar a nuestros diseños y mejorar pequeños detalles y configuraciones del mismo.

¿Qué es la optimización topológica?

La optimización topológica se basa en los análisis mecánicos de los componentes o estructuras de nuestro modelo 3D. El principal objetivo de la optimización topológica es la de aligerar la estructura del diseño, manteniendo todas las funcionalidades mecánicas del mismo.

¿Qué retos se encuentran ahora los diseñadores?

Hoy en día, el diseñador de elementos mecánicos se enfrenta a retos cada vez con mayor nivel de exigencia. Ya no es suficiente con diseñar un modelo 3D, que este sea fabricable y, que además, cumpla con las especificaciones de factor de seguridad y material asignados. Sino que, tiene que ser lo más ligero posible para optimizar al máximo tanto el coste de material, como el coste energético del uso de dicho componente en su vida útil. Manteniendo así la rigidez justa y necesaria para cumplir con las especificaciones de trabajo a las que va a ser sometido.

Un poco de historia…

Históricamente, los sistemas de validación virtual (Calculo por Elementos finitos) nos han ofrecido diferentes herramientas para optimizar los modelos 3D.diseño generativo
Las herramientas de percepción de diseño, o filtros de visualización de tensiones, nos permitían ver en qué zonas de la geometría la tensión es muy baja y por lo tanto se puede eliminar material. Este era un proceso iterativo bastante manual ya que el usuario tenía que modificar la geometría y volver a calcular hasta optimizarla.
Posteriormente aparecieron herramientas de optimización de la geometría basadas en iteraciones automáticas que permiten variar parámetros de la geometría entre ciertos límites establecidos por el usuario y estableciendo algunos objetivos como minimizar la masa, la tensión o el desplazamiento baja unas ciertas condiciones de carga.
Este tipo de herramientas facilitan bastante el trabajo, pero requieren una geometría de partida perfectamente parametrizada para poder realizar la optimización con éxito.

diseño generativo

diseño generativo

Sin embargo, con la aparición de la nueva generación de herramientas de Optimización Topológica y Diseño Generativo, no es necesario partir de un modelo perfectamente parametrizado.

3dexperience

Gracias a este tipo de herramientas, como el diseño generativo y la optimización topológica, se puede partir de una geometría importada y generar una geometría totalmente diferente a la inicial que cumpla con una serie de objetivos y manteniendo a la vez unas restricciones y controles de fabricación.

3dexperience

¿Cuál es la diferencia principal entre el Diseño Generativo y la Optimización Topológica?

La principal diferencia es que en el diseño generativo es posible añadir material. Esto supone que podemos partir de una geometría totalmente vacía o una geometría inicial y el sistema genera la geometría necesaria para cumplir los requerimientos.
Otra característica a destacar es que son herramientas que trabajan en la nube y desde un explorador de internet lo cual supone acceso a la información desde cualquier dispositivo móvil y desde cualquier ubicación. Para ello, bastan con acceder a la plataforma 3DEXPERIENCE.

¿Quieres saber más sobre la plataforma 3DEXPERIENCE?

-¿Funciona la plataforma 3DEXPERIENCE? ¿Qué ofrece para mi negocio?
-DISEÑO CAD. ¿Por qué SOLIDWORKS y no otros softwares 3D? Deferencias entre SOLIDWORKS y otros programas CAD 3D.

A continuación, vamos a ver un proceso completo que hemos creado en la plataforma 3DEXPERIENCE:
En primer lugar, partimos de una geometría bastante primitiva en la cual hemos impuesto unas restricciones y unas cargas.

3dexperience

Tras realizar un primer cálculo, el sistema nos propone una geometría resultante:

3dexperience

Directamente sobre esa geometría resultante, podemos realizar cálculos de elementos finitos sin necesitad de ninguna transformación ya que el sistema calcula una malla de elementos suavizada suficiente para realizar el cálculo.

diseño generativo

Pero aún hay más… en la plataforma 3DEXPERIENCE, podemos crear, comparar y combinar múltiples variaciones con diferentes controles de fabricación o con cargas aplicadas en diferentes direcciones.

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Con las diferentes variaciones y restricciones, podemos obtener la forma combinada ideal.

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Este tipo de formas “Orgánicas” son especialmente indicadas para ser fabricadas mediante técnicas de fabricación Aditiva.

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