Quels sont les logiciels de conception générative disponibles sur le marché ?

La conception est la première étape de tout processus d’impression 3D et joue un rôle essentiel pour garantir que la pièce finale sera produite correctement. Toutefois, cette étape peut s’avérer difficile, même pour les personnes habituées à la conception pour la fabrication additive (DfAM). C’est là que les logiciels entrent en jeu. Nous vous avons déjà parlé des avantages des logiciels d‘optimisation topologique, mais la conception générative est un autre outil de plus en plus important. Bien qu’elle soit souvent associée aux logiciels d’optimisation topologique (et généralement disponible dans les outils proposant les premiers !), la conception générative se distingue par le fait qu’elle génère des résultats basés sur des paramètres ou des contraintes spécifiés qui ont été introduits dans le logiciel. Ainsi, plutôt que d’optimiser ce qui a déjà été créé, il peut imaginer une structure entièrement nouvelle qui n’avait peut-être pas été envisagée auparavant. Pour vous donner une meilleure idée des différents outils actuellement disponibles, vous trouverez ci-dessous une liste (par ordre alphabétique basé sur le nom du produit) des logiciels de conception générative disponibles sur le marché, y compris ceux conçus uniquement pour la conception générative et d’autres où elle est incluse en tant qu’extension.

Ansys Discovery

Le logiciel Ansys Discovery a été développé pour garantir une plus grande efficacité et répondre aux questions critiques dès les premières étapes de la conception. Le logiciel intègre les deux outils Ansys Mechanical et Ansys Fluent et permet la modélisation 3D interactive. Le logiciel sert principalement à concevoir, explorer et valider des produits. Pour cela, l’utilisateur dispose de 3 modes. Le mode Model permet de créer et d’éditer un concept, le mode Explore permet des simulations en temps réel et le mode Refine permet de valider les concepts. Toutes les informations peuvent être consultées à tout moment par les personnes concernées. L’outil permet des simulations multiphysiques, des simulations en temps réel et des simulations haute-fidélité des concepts créés. En outre, on a la possibilité de vérifier les propriétés mécaniques, thermiques et électromagnétiques du concept et de les optimiser au cours de l’analyse. Le logiciel met l’accent sur l’innovation et la facilité d’utilisation. La collaboration entre les participants doit ainsi réussir et conduire à une augmentation de la production. Grâce aux nombreuses simulations, le besoin de prototypes et de tests est minimisé en amont.

Ansys Discovery permet d’analyser les concepts en termes de propriétés thermiques (crédits photo : Ansys)

CATIA

Le logiciel CATIA pour la conception, l’ingénierie, l’ingénierie des systèmes et la construction est l’une des solutions proposées par le fabricant Dassault Systèmes. L’objectif de cet outil est d’améliorer la conception des produits des entreprises à tous les niveaux et de leur permettre ainsi de prendre l’avantage sur le marché. CATIA sert avant tout à concevoir des concepts non conventionnels et innovants. Le logiciel dispose de fonctions uniques de modélisation et de simulation 3D. Grâce à la plateforme instinctive 3DEXPERIENCE®, les modèles créés peuvent être affinés, analysés et comparés à d’autres modèles. Les différentes étapes de travail qui suivent sont possibles aussi bien pour la fabrication additive que pour la fabrication traditionnelle. La plateforme facilite aussi la collaboration entre les concepteurs, l’équipe de simulation et les ingénieurs de fabrication. Cela est notamment être possible grâce à la grande convivialité, à l’accessibilité et à l’utilisation instinctive du logiciel.

L’extension du logiciel Creo pour la conception générative

Creo est un logiciel proposé par PTC, une entreprise qui fournit des solutions de CAO, de PLM, d’IoT et de RA qui fonctionnent en synergie pour créer un fil numérique qui s’étend sur l’ensemble du cycle de vie du produit et qui peut accélérer la continuité des données d’une entreprise. La solution logicielle de CAO traditionnelle de Creo comporte des extensions de conception générative. Creo Generative Topology Optimisation Extension (GTO) et Generative Design Extension (GDX). Avec GTO, qui combine la conception générative et l’optimisation topologique, vous pouvez explorer rapidement une série d’options de conception innovantes afin de réduire le temps et le coût de de développement, le tout dans l’environnement de conception Creo. L’extension GDX basée sur le cloud vous permet de créer simultanément plusieurs conceptions utilisant différents matériaux et différents scénarios de production, les meilleures options étant mises en évidence pour faciliter leur examen.

Carbon et son logiciel de conception générative CogniCADTM

CogniCAD est une plate-forme de conception, de simulation et de fabrication de la société ParaMatters, un fournisseur de logiciels de conception générative pour la fabrication additive. Elle a récemment été rachetée par l’entreprise américaine Carbon et s’est enrichie de nouvelles fonctions, comme l’optimisation topologique. Intégré dans les opérations de fabrication, le logiciel peut combiner la conception générative avec la fabrication additive et l’adapter à la fonctionnalité de produits individuels. Il offre un flux de travail entièrement automatisé d’optimisation de la topologie, d’analyse par éléments finis et de géométrie calculée sans adaptation ou reconstruction manuelle. Les conceptions générées avec CogniCAD répondent à toutes les exigences de conception et sont prêtes à être fabriquées en quelques minutes ou quelques heures. Ainsi, le logiciel assure, grâce à différents outils de conception générative, des pièces plus légères avec des propriétés mécaniques optimisées et réduit le temps de post-traitement grâce à une génération de géométrie de haute qualité.

ColdStream de Diabatix

Diabatix est une entreprise technologique belge qui vise à aider les entreprises à favoriser le refroidissement de leurs produits. La société s’est ainsi tournée vers la conception générative et l’impression 3D pour créer des dissipateurs thermiques. Elle a lancé ColdStream, une plateforme d’ingénierie disponible sur le cloud qui prend en charge l’ensemble du processus de conception de la réfrigération, de l’analyse thermique à la conception thermique. Le logiciel est conçu pour vous aider à chaque phase du processus de conception de refroidissement, de l’optimisation des premières conceptions aux tests virtuels et à l’analyse détaillée. Elle permet d’accéder à une large bibliothèque de fonctionnalités qui facilitent la gestion de projets. La solution logicielle peut analyser les performances du flux de chaleur à travers un système donné et générer des conceptions personnalisées ou incorporer des fonctionnalités supplémentaires standard telles que ailettes, canaux et autres dissipateurs de chaleur pour améliorer les performances de transfert de température et minimiser les risques de surchauffe futurs. Ainsi, les ingénieurs peuvent développer des solutions de refroidissement qui répondent aux conditions, contraintes et températures précises d’un produit, tout en minimisant le coût global et en maximisant les performances.

Fusion 360 Generative Design – Autodesk

Fusion 360 est un logiciel de modélisation 3D basé sur le cloud développé par Autodesk qui combine les outils de CAO, de FAO et d’IAO dans une plateforme unifiée. Il est conçu pour faciliter le développement de produits, en particulier dans le domaine de la fabrication additive. Fusion 360 offre un large éventail de fonctionnalités : esquisse, modélisation paramétrique, modélisation directe, modélisation de formes libres, modélisation de surfaces, tôle, modélisation de maillages, assemblages et intégration de la conception de circuits imprimés. Il prend en charge différents formats de fichiers pour l’impression 3D, ce qui le rend adapté à l’envoi de modèles à une imprimante 3D. Le logiciel met également l’accent sur la collaboration et permet aux équipes et aux parties prenantes externes de travailler ensemble en temps réel sur des projets. Fusion 360 comprend des outils de conception générative qui proposent des résultats de fabrication basés sur des spécifications définies, ce qui permet de réduire le poids, d’améliorer les performances et de consolider les pièces. Il fournit également des outils de simulation pour évaluer les applications réelles et réduire les coûts de prototypage. Bien que certains utilisateurs trouvent certains outils avancés et d’autres, comme la modélisation organique, moins développés, Fusion 360 est considéré comme relativement convivial, avec de nombreuses ressources en ligne pour l’apprentissage. Autodesk propose une version d’essai gratuite de Fusion 360 pour une durée maximale de 30 jours afin d’explorer ses capacités.

Crédits photo : AutoDesk

MSC Apex Generative Design

MSC Apex Generative Design est un logiciel de conception générative créé par la société suédoise Hexagon. Ses principales caractéristiques sont la simplicité, la conception automatisée et le fait que tout se fait en un seul processus, en important des pièces et en les exportant directement pour lancer la fabrication (le tout dans un seul environnement IAO). MSC Apex Generative Design a été conçu pour créer des structures complexes et détaillées qui ne peuvent être fabriquées que par des processus additifs. Les conceptions optimisées présentent des solutions pratiques entre les différents éléments de la structure et contiennent des structures autoportantes qui permettent d’envoyer les résultats directement à l’imprimante. Ce logiciel est basé sur l’analyse des éléments, mais d’une manière différente des méthodes traditionnelles. Au lieu d’utiliser un champ de densité, il utilise un maillage très détaillé, généré automatiquement, avec des éléments bien définis. Cela permet à l’algorithme d’évaluer directement les contraintes générées et de créer des géométries difficiles à imaginer pour l’esprit humain.

Crédits photo : Hexagone

nTop de nTopology 

NTopology est une entreprise qui a développé nTop, leur logiciel d’ingénierie spécialisé dans le développement de la prochaine génération d’outils de conception technique pour la fabrication additive. Il est conçu pour aider les utilisateurs à créer de nouvelles solutions qui étaient infaisables auparavant. Le logiciel est adapté pour les secteurs de l’aérospatial, la défense, l’automobile, le médical ou encore l’énergie. NTop possède la capacité de Générative Design. En résumé, le logiciel propose une gamme complète d’outils de calcul qui vous permettent de générer et d’évaluer rapidement une géométrie en fonction des exigences et des contraintes de conception définies par l’utilisateur. Celles-ci incluent des opérations de modélisations ou encore l’optimisation du plateau d’impression. NTop vous donne également la possibilité de créer vos propres algorithmes génératifs ou d’intégrer le logiciel à une solution de conception et d’analyse externe pour affiner, automatiser et optimiser davantage vos résultats et processus.

Crédits photo : nTopology

NX de Siemens

Le logiciel NX de Siemens sert à toutes les applications de conception, y compris la fabrication additive, la fabrication CNC, la robotique et le contrôle qualité. Il offre aux entreprises un certain nombre d’avantages. La solution annonce des cycles de développement de produits jusqu’à 50 % plus courts, avec moins de développement de prototypes et moins de retouches. Siemens propose également Simcenter HEEDS, une solution de conception générative qui peut utiliser la géométrie CAO NX avec la simulation CAE Simcenter pour créer des conceptions optimisées. Il en résulte des options de conception optimisées qui peuvent ensuite être imprimées en 3D. Le logiciel offre ainsi des outils pour une préparation optimale de la construction, y compris les structures de support nécessaires et le placement et l’alignement efficaces des pièces. De plus, NX permet de simuler des pièces et de les connecter à des imprimantes avec un lit de poudre, FDM, à des systèmes multi-matériaux et multi-axes.

Crédits photo : Siemens

OptiStruct d’Altair, une solution d’optimisation basée sur l’analyse structurelle 

Créée il y a une vingtaine d’années, OptiStruct est une solution logicielle éditée par Altair qui intègre l’analyse et l’optimisation structurelle, permettant ainsi d’optimiser les pièces que l’on conçoit. La solution prend en charge les analyses linéaires et non linéaires, c’est-à-dire qui concernent les relations, linéaires ou non, entre les forces et les déplacements en présence. Une relation non linéaire peut provenir d’une géométrie particulière de la pièce, des propriétés du matériau ou d’un contact. OptiStruct s’appuie sur NASTRAN, logiciel développé par la NASA à la fin des années 60 ainsi que sur une formule développée en interne.Lors de la conception ou de l’optimisation de la pièce, la solution OptiStruct prend en compte la mécanique statique et la dynamique analytique, les vibrations, l’acoustique, la fatigue (l’endommagement d’une pièce sous l’effet de forces exercées au cours du temps), le transfert thermique (chaleur) et la simulation multi-physiques (la simulation simultanée de différents aspects d’un système physique et des interactions entre ces différents aspects : par exemple, simulation d’une tension physique et de la répartition de la température dans un même temps). Si la solution d’optimisation topologique d’OptiStruct est la plus connue, le logiciel ne se limite pas à ces fonctionnalités. Il offre en effet de nombreuses autres méthodes d’optimisation structurelle ainsi qu’une large palette de solutions relatives aux contraintes essentielles liées à la fabrication, que ce soit dans le cadre des procédés de production traditionnels, de ceux impliquant des composites ou de la fabrication additive.

Crédits photo : Altair

Le logiciel de conception générative TOffee

TOffeeAM est une entreprise dérivée de l’Imperial College, spécialisée dans la fabrication additive. Son logiciel, TOffee, révolutionne la conception en permettant d’imprimer en 3D des pièces et des systèmes complexes et efficaces. Cette approche innovante, connue sous le nom de Multiphysics Generative Design, combine de multiples problèmes physiques avec des contraintes de fabrication. En utilisant la fabrication additive, les entreprises bénéficient de la possibilité d’imprimer à partir de prototypes numériques, de la flexibilité de la conception et de la réduction du gaspillage logistique, matériel et énergétique. Reconnue dans le monde entier et soutenue par des institutions prestigieuses, l’expertise de TOffeeAM s’étend à diverses industries telles que l’aérospatiale, l’automobile et l’énergie, où elle a optimisé avec succès des composants tels que les systèmes de refroidissement, les vannes, les chambres de combustion, le refroidissement des systèmes d’alimentation, les piles à combustible, les freins ventilés, les tuyaux, les mélangeurs et les systèmes de co-génération. Leurs contributions ont permis des gains d’efficacité significatifs, tels qu’une augmentation de 30 % de l’efficacité des systèmes de refroidissement pour les applications aérospatiales et la rationalisation de systèmes complexes en un seul composant à l’aide de la conception générative.

Crédit photo : TOffeeAM

Transcend Design Generator

Transcend Design Generator est un logiciel de conception générative créé par une entreprise du New Jersey appelée Transcend. Il est intuitif, facile à utiliser et produit des résultats précis. Sa plateforme permet aux professionnels de générer des conceptions préliminaires pour leurs projets d’infrastructure complexes, comme dans le secteur de l’énergie, en 90 % de temps en moins. Sans aucun doute, ce logiciel rationalise les processus tout en réduisant les risques potentiels. Des centaines de milliers d’algorithmes de décision sont combinés avec des simulations et des dynamiques pour optimiser et valider les conceptions. L’approche de Transcend Design Generator garantit que toutes les entrées sont valides et que les conceptions sont générées correctement. Son système automatisé consulte des bases de données mondiales pour sélectionner et dimensionner chaque pièce nécessaire à l’installation, créant ainsi un modèle d’information du bâtiment (BIM) en 3D qui peut être utilisé comme base pour le calcul des coûts du projet et passer à la conception détaillée. Au final, le client se voit proposer plus de 5 options de conception pour son projet, ce qui lui permet de choisir celle qui lui convient le mieux.

Que pensez-vous des solutions de conception générative ? Les utilisez-vous ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !