I migliori software di Generative Design del 2023

Il design è la prima fase di qualsiasi processo di stampa 3D e svolge un ruolo fondamentale nel garantire che il pezzo finale venga realizzato correttamente. Abbiamo già parlato dei vantaggi del software di ottimizzazione topologica, ma un altro strumento sempre più importante per chi progetta per la stampa 3D è il software di Generative Design. Anche se spesso si accomuna design generativo e ottimizzazione topologica (e di solito i software offrono entrambe le funzioni), il Generative Design si differenzia per il fatto che genera effettivamente risultati in base a parametri o vincoli specificati che sono stati inseriti nel software. In questo modo, invece di ottimizzare ciò che è già stato creato, può immaginare una struttura completamente nuova che potrebbe non essere stata considerata prima. Per dare un’idea più precisa dei vari strumenti attualmente disponibili, di seguito un elenco (in ordine alfabetico in base al nome del prodotto) dei software di Generative Design disponibili sul mercato, tra cui inseriamo sia quelli progettati solo per la progettazione generativa che quelli in cui è questa è inclusa come estensione.

Ansys Discovery

Il software Ansys Discovery è stato sviluppato per garantire una maggiore efficienza e affrontare le questioni critiche durante le prime fasi della concettualizzazione. Integrando gli strumenti Ansys Mechanical e Ansys Fluent, questo software consente la modellazione 3D interattiva. Il suo scopo principale è quello di facilitare la progettazione, l’esplorazione e la validazione dei prodotti. Gli utenti hanno accesso a tre modalità: la modalità Model per la creazione e la modifica dei concetti, la modalità Explore per le simulazioni in tempo reale e la modalità Refine per la convalida dei concetti. Questo potente strumento consente simulazioni multifisiche, simulazioni in tempo reale e simulazioni ad alta fedeltà dei concetti creati. Inoltre, offre la possibilità di valutare e ottimizzare le proprietà meccaniche, termiche ed elettromagnetiche dei progetti durante la fase di analisi. Il software enfatizza l’innovazione e la facilità d’uso, favorendo la collaborazione tra le parti interessate e portando, in ultima analisi, a un aumento della produttività. Grazie all’esecuzione di numerose simulazioni, riduce significativamente la necessità di prototipi e test, risparmiando tempo e risorse in anticipo.

Ansys Discovery consente di analizzare i concetti in termini di proprietà termiche. (Crediti fotografici: Ansys)

CATIA Generative Design Engineering – Dassault Systemes

Il software CATIA, sviluppato da Dassault Systèmes, è rinomato per le sue capacità di progettazione, ingegnerizzazione, ingegneria dei sistemi e costruzione. È la pietra miliare delle Industry Solution Experience offerte dall’azienda. L’obiettivo principale di CATIA è quello di migliorare la concezione dei prodotti per le aziende a tutti i livelli e fornire loro un vantaggio competitivo sul mercato. CATIA eccelle nella progettazione di concetti non convenzionali e innovativi, offrendo funzionalità di modellazione e simulazione 3D senza precedenti. Sfruttando l’intuitiva piattaforma 3DEXPERIENCE®, gli utenti possono perfezionare, analizzare e confrontare i concetti creati con altri modelli. Sia per i processi di produzione additiva che per quelli tradizionali, CATIA è in grado di gestire le varie fasi di lavorazione. La piattaforma 3DEXPERIENCE favorisce la collaborazione tra progettisti, team di simulazione e ingegneri di produzione, dando priorità alla facilità d’uso, all’accessibilità e al funzionamento intuitivo. Ciò garantisce un flusso di lavoro continuo ed efficiente, consentendo alle parti interessate di lavorare insieme senza sforzo per raggiungere gli obiettivi di progettazione.

Estensioni di Creo per il Generative Design – PTC

Creo è un software offerto da PTC, un’azienda che fornisce soluzioni CAD, PLM, IoT e AR che operano in sinergia per creare un digital thread che interessa l’intero ciclo di vita del prodotto ed è in grado di accelerare la continuità dei dati di un’azienda. La soluzione di software CAD tradizionale di Creo presenta le estensioni per design generativo Creo Generative Topology Optimization Extension (GTO) e Generative Design Extension (GDX). Con GTO, che unisce design generativo e ottimizzazione topologica, è possibile esplorare rapidamente una serie di opzioni di progettazione innovative per ridurre tempi e costi di sviluppo, tutto all’interno dell’ambiente di progettazione Creo. L’estensione GDX basata su cloud consente invece di creare simultaneamente più progetti che utilizzano materiali e scenari di produzione diversi, con le migliori opzioni evidenziate per agevolare la revisione.

CogniCad – ParaMatters/Carbon

CogniCAD è una piattaforma basata su cloud sviluppata da ParaMatters, fornitore leader di software di progettazione generativa per la produzione additiva. Recentemente è stata acquisita dall’azienda statunitense Carbon e arricchita di ulteriori funzionalità, tra cui l’ottimizzazione della topologia. Integrandosi perfettamente nel processo di produzione, questo software combina la progettazione generativa con la produzione additiva, adattandola ai requisiti specifici dei singoli prodotti. CogniCAD semplifica il flusso di lavoro di progettazione, simulazione e produzione automatizzando l’ottimizzazione topologica, l’analisi a elementi finiti e la geometria computazionale. In questo modo si elimina la necessità di regolazioni o ricostruzioni manuali. I progetti generati con CogniCAD richiedono tempi minimi di preparazione alla produzione, che in genere vanno da pochi minuti a qualche ora. Sfruttando una serie di strumenti di progettazione generativa, il software produce componenti leggeri con proprietà meccaniche migliorate, riducendo di fatto le necesità legate al post-processing. In sintesi, CogniCAD offre agli utenti una soluzione completa ed efficiente per la progettazione generativa, la simulazione e la produzione, garantendo progetti ottimizzati e un notevole risparmio di tempo durante l’intero processo.

ColdStream – Diabatix

Diabatix è un’azienda tecnologica belga che si occupa di assistere le aziende nel migliorare il raffreddamento dei prodotti. Per raggiungere questo obiettivo, si è dedicata al Generative Design e alla stampa 3D per creare dissipatori termici innovativi. La loro ultima offerta, ColdStream, è una piattaforma di progettazione disponibile su cloud che supporta l’intero processo di progettazione della refrigerazione, dall’analisi termica alla progettazione termica. Questo potente software è stato progettato per guidare gli utenti in ogni fase del processo di progettazione. ColdStream offre un’ampia gamma di caratteristiche e funzionalità per semplificare la gestione del progetto. Il software è in grado di analizzare le prestazioni del flusso di calore all’interno di un determinato sistema, consentendo di generare progetti personalizzati o di incorporare componenti standard come alette, canali e altri dissipatori di calore. Migliorando l’efficienza del trasferimento di temperatura e riducendo al minimo il rischio di surriscaldamento, gli ingegneri possono sviluppare soluzioni di raffreddamento su misura per le condizioni, i vincoli e i requisiti di temperatura dei loro prodotti. Questo non solo massimizza le prestazioni, ma riduce anche i costi complessivi.

Fusion 360 Generative Design – Autodesk

Fusion 360 è un software di modellazione 3D basato su cloud sviluppato da Autodesk che combina strumenti CAD, CAM e CAE in una piattaforma unica. È stato progettato per facilitare lo sviluppo dei prodotti, in particolare nel campo della produzione additiva. Fusion 360 offre una serie di funzionalità tra cui sketch, modellazione parametrica, modellazione diretta, modellazione a forma libera, modellazione di superfici, lamiera, modellazione di mesh, assiemi e integrazioni per la progettazione di PCB. Supporta diversi formati di file per la stampa 3D. Il software enfatizza anche la collaborazione e permette ai team di lavorare insieme in tempo reale sui progetti. Fusion 360 include strumenti di Generative Design che propongono risultati di produzione basati su specifiche definite, consentendo di ridurre il peso, migliorare le prestazioni e consolidare i pezzi. Offre inoltre strumenti di simulazione per valutare le applicazioni reali e ridurre i costi di prototipazione. Sebbene alcuni utenti trovino alcuni strumenti avanzati e altri, come la modellazione organica, meno sviluppati, Fusion 360 è considerato relativamente facile da usare, con ampie risorse online per l’apprendimento. Autodesk offre una prova gratuita di Fusion 360 per un massimo di 30 giorni per esplorarne le capacità.

Crediti: AutoDesk

MSC APEX Generative Design – Hexagon

MSC Apex Generative Design è un software avanzato sviluppato dall’azienda svedese Hexagon, specificamente progettato per facilitare i processi di Generative Design. Notevole per la sua interfaccia user-friendly, offre un flusso di lavoro automatizzato all’interno di un ambiente CAE completo. Gli utenti possono importare senza problemi le parti, eseguire il processo di progettazione ed esportare i progetti per la produzione, ottenendo un flusso di lavoro efficiente e semplificato. Il software si concentra soprattutto sulla creazione di strutture complesse e intricate, realizzabili solo con tecniche di produzione additiva. Questi progetti ottimizzati presentano transizioni fluide tra i diversi elementi strutturali e incorporano strutture autoportanti, eliminando la necessità di materiali di supporto aggiuntivi durante il processo di stampa. A differenza dei metodi tradizionali che si basano sui campi di densità, MSC Apex Generative Design utilizza una mesh meticolosamente generata con elementi ben definiti. Questo approccio unico consente all’algoritmo di valutare direttamente i fattori di stress e di generare geometrie che superano la convenzionale immaginazione umana.

Crediti: Hexagon

NTop – NTopology

NTopology è un’azienda che ha sviluppato nTop, un software di ingegneria specializzato e specificamente progettato per la prossima generazione di strumenti di progettazione tecnica nella produzione additiva. Il suo scopo principale è quello di consentire agli utenti di creare soluzioni innovative che in precedenza erano considerate impraticabili o irraggiungibili. Il software si rivolge a settori quali l’aerospaziale, la difesa, l’automotive, il medicale e l’energia, offrendo funzionalità avanzate di progettazione generativa. In sostanza, nTop fornisce una serie completa di strumenti di calcolo che consentono agli utenti di generare e valutare rapidamente la geometria in base ai requisiti e ai vincoli di progettazione definiti. Ciò include varie operazioni di modellazione e l’ottimizzazione delle configurazioni dei letti di stampa. Inoltre, nTop offre la flessibilità di sviluppare algoritmi generativi personalizzati o di integrarsi perfettamente con soluzioni di progettazione e analisi esterne, consentendo agli utenti di perfezionare, automatizzare e ottimizzare ulteriormente i risultati e i processi.

Crediti: nTopology

NX – Siemens

Il software NX, sviluppato da Siemens, si rivolge a diverse applicazioni di produzione, tra cui la produzione additiva, la lavorazione CNC, la robotica e il controllo qualità. Offre una serie di vantaggi alle aziende tra cui la promessa di cicli di sviluppo del prodotto fino al 50% più brevi, grazie alla riduzione delle iterazioni dei prototipi e dei requisiti di post-processing. Siemens offre anche Simcenter HEEDS, una soluzione di Generative Design che integra perfettamente la geometria CAD NX con la simulazione CAE Simcenter, consentendo la creazione di progetti ottimizzati. Queste opzioni di progettazione ottimizzate possono poi essere realizzate attraverso la stampa 3D. Il software NX include strumenti per una preparazione efficiente della costruzione, come la generazione di strutture di supporto e il posizionamento e l’allineamento efficace delle parti. Inoltre, NX facilita la simulazione dei pezzi e si connette senza problemi a una serie di tecnologie di stampa, tra cui i sistemi a letto di polvere, FDM, multimateriale e multiasse. Questa suite completa di funzioni consente ai produttori di ottimizzare i processi, ottenere risultati di progettazione ottimali e sfruttare i vantaggi della produzione additiva.

Crediti: Siemens

OptiStruct – Altair®

OptiStruct, sviluppato da Altair, è una soluzione di ottimizzazione basata sull’analisi strutturale. Con una storia di oltre due decenni, OptiStruct è una soluzione software che combina l’analisi strutturale e l’ottimizzazione, consentendo di ottimizzare le parti progettate. Fornisce supporto per analisi sia lineari che non lineari, considerando le relazioni tra forze e spostamenti, siano esse lineari o non lineari. Le relazioni non lineari possono derivare da geometrie uniche dei pezzi, proprietà dei materiali o interazioni di contatto. OptiStruct si basa sulle fondamenta di NASTRAN, un software originariamente sviluppato dalla NASA alla fine degli anni ’60, e incorpora algoritmi sviluppati internamente. Durante il processo di progettazione o ottimizzazione di un pezzo, OptiStruct tiene conto della meccanica statica, dell’analitica dinamica, delle vibrazioni, dell’acustica, della fatica (il danno causato a un pezzo nel corso del tempo a causa delle forze applicate), del trasferimento di calore e della simulazione multifisica (simulazione simultanea di diversi aspetti di un sistema fisico e delle loro interazioni, come le sollecitazioni fisiche e la distribuzione della temperatura). OptiStruct è famoso per le sue capacità di ottimizzazione topologica, ma offre molto di più. Il software fornisce vari altri metodi per l’ottimizzazione strutturale e un’ampia gamma di soluzioni personalizzate in base ai vincoli di produzione essenziali. Si rivolge ai processi di produzione tradizionali, ai materiali compositi e alla produzione additiva, garantendo un set completo di strumenti per progettisti e ingegneri.

Crediti: Altair

TOffeeAM

TOffeeAM è un’azienda spinout dell’Imperial College, specializzata nella produzione additiva. Il loro software, TOffee, rivoluziona la progettazione consentendo di realizzare parti e sistemi complessi ed efficienti stampati in 3D. Questo approccio innovativo, noto come Multiphysics Generative Design, combina problemi fisici multipli con vincoli di produzione. Utilizzando la produzione additiva, le aziende beneficiano della possibilità di stampare da prototipi digitali, godono di flessibilità di progettazione e riducono gli sprechi logistici, di materiale e di energia. Grazie al riconoscimento a livello mondiale e al sostegno di prestigiose istituzioni, l’esperienza di TOffeeAM si estende a diversi settori industriali come quello aerospaziale, automobilistico ed energetico, dove ha ottimizzato con successo componenti come sistemi di raffreddamento, valvole, camere di combustione, sistemi di raffreddamento, celle a combustibile, freni ventilati, tubi, miscelatori e sistemi di cogenerazione. I loro contributi hanno portato a significativi successi come il raggiungimento di un aumento fino al 30% dell’efficienza dei sistemi di raffreddamento per applicazioni aerospaziali e la razionalizzazione di sistemi complessi in un singolo componente utilizzando il design generativo.

Crediti: TOffeeAM

Transcend Design Generator

Transcend Design Generator, sviluppato dalla società Transcend con sede nel New Jersey, è un software di Generative Design all’avanguardia. Grazie alla sua interfaccia intuitiva e facile da usare, offre risultati precisi. Questa potente piattaforma consente ai professionisti di generare in modo efficiente progetti preliminari per infrastrutture complesse, comprese quelle del settore energetico, riducendo i tempi di progettazione fino al 90%. Semplificando i processi e riducendo al minimo i rischi, questo software rivoluziona il flusso di lavoro della progettazione. Sfruttando centinaia di migliaia di algoritmi decisionali, Transcend Design Generator combina simulazioni e dinamiche per ottimizzare e validare i progetti. Garantisce la validità di tutti gli input e produce output di design accurati. Sfruttando il suo sistema automatizzato, il software attinge a database globali per selezionare e dimensionare meticolosamente ogni componente necessario per l’installazione. Il risultato è un modello 3D completo di Building Information Modeling (BIM) che funge da solida base per il calcolo dei costi e l’ulteriore sviluppo dettagliato del progetto.

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