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Les logiciels d’optimisation topologique pour l’impression 3D

Publié le 23 septembre 2021 par Mélanie W.
logiciel optimisation topologique

L’optimisation topologique est une méthode mathématique et logicielle qui consiste à répartir de la matière dans un volume donné en fonction des contraintes qui seront appliquées. Elle est utilisée en conception numérique et plus particulièrement dans le domaine de la fabrication additive puisqu’elle offre la possibilité d’utiliser encore moins de matière tout en respectant les propriétés mécaniques voulues. En clair, elle réduit la durée de fabrication et son coût. Aujourd’hui, plusieurs entreprises ont développé leur logiciel d’optimisation topologique ou du moins des solutions qui proposent cette fonctionnalité. On vous invite donc à découvrir quels sont les outils actuellement disponibles sur le marché de l’impression 3D pour optimiser votre pièce !

3DXpert

3DXpert est un logiciel tout-en-un développé par 3DSystems, conçu pour accompagner de manière optimale le processus de fabrication additive, de la conception au post-traitement. Les utilisateurs peuvent modéliser et optimiser des assemblages innovants avec le logiciel. Ainsi, les pièces sont fabriquées à partir de moins d’éléments individuels, sont plus résistantes, leur structure est optimisée et elles sont plus légères. Des avantages particulièrement utiles quand il s’agit de fabriquer des pièces sur-mesure comme des implants, ou des objets présentant des géométries très complexes. Les principales fonctionnalités du logiciel, en plus de l’optimisation topologique, sont les fonctions d’accompagnement dans la préparation de l’impression, la simulation et l’optimisation de l’impression, l’automatisation du flux de travail et l’intégrité des données.

3DXpert est un logiciel développé par 3D Systems

Altair Inspire

Editeur de logiciels et de solutions cloud, Altair Engineering a conçu plusieurs solutions de modélisation 3D, certaines plus particulièrement pensées pour la fabrication additive. L’entreprise a également développé des outils d’optimisation topologique comme OptiStruct, aujourd’hui intégré dans Altair Inspire. Ce dernier est un logiciel de modélisation CAO très employé sur le marché de l’impression 3D car il permet de visualiser sa pièce, de lui appliquer des contraintes et des charges, de simplifier certaines géométries, etc. La fonction d’optimisation topologique offre plusieurs options comme la température, les objectifs d’optimisation, la gravité ou encore les conditions de déplacement et de chargement. La vidéo ci-dessous vous donnera un premier aperçu :

Ansys Discovery

Ansys Discovery est une famille de logiciels de conception 3D proposée par la société américaine Ansys, spécialisée dans les logiciels de simulation d’ingénierie. Conçu comme un logiciel de simulation 3D, il combine la simulation physique, la simulation haute-fidélité et la modélisation géométrique en un seul outil facile à utiliser. L’optimisation topologique n’est qu’une des caractéristiques impressionnantes qu’il contient. Selon la société, le logiciel de simulation permettra aux ingénieurs de préparer rapidement des modèles pour la simulation ou pour créer des conceptions.

Le logiciel Ansys Discovery offre de multiples fonctions

CogniCAD

ParaMatters est une plateforme cloud de conception générative, de simulation et de fabrication entièrement autonome et intuitive qui aide à l’optimisation de toutes les étapes de la conception à la fabrication. Leur logiciel d’optimisation topologique est CogniCAD. Cette plateforme cloud est intéressante car elle offre un certain nombre de fonctions utiles pour la conception 3D, par exemple une génération en un clic et entièrement automatisée de structures de support pour les procédés SLA et DLP, y compris le contrôle de l’angle de surplomb, la taille typique du treillis et la largeur du faisceau, l’épaisseur du point de contact et plus encore, le tout avec une sortie en STL pour l’impression. 3D. C’est également l’une des rares offres à proposer une optimisation topologique multi-matériaux.

Le logiciel d’optimisation topologique Creo

Parametric Technology Corporation (PTC) est une entreprise américaine à l’origine de plusieurs logiciels autour de l’internet des objets et de la réalité augmentée. Elle a développé Creo, une solution CAO très utilisée sur le marché de la fabrication additive puisqu’elle permet de concevoir, d’optimiser et de valider des modèles avant qu’ils ne partent à l’imprimante. Plusieurs versions existent aujourd’hui ; celle qui nous intéresse tout particulièrement est l’Extension Creo Generative Topology Optimization (GTO), compatible avec Creo 7 et Creo 8. Celle-ci permet de définir les restrictions et les exigences du modèle 3D tout en prenant en compte les matériaux et les processus de fabrication utilisés. Finalement, c’est une option qui améliore votre productivité puisqu’elle prend en compte tous vos prérequis.

Les versions 7 et 8 de Creo sont compatibles avec l’extension GTO

Netfabb

Acquis par Autodesk en 2015, Netfabb est une solution logicielle visant à préparer le processus de production. Ses principales caractéristiques sont la conversion et l’importation de modèles provenant de différentes applications de CAO, la maximisation du nombre de pièces pouvant être imprimées et, comme prévu, l’optimisation de la conception pour la fabrication additive. En plus de préparer le processus d’impression, le logiciel aide à réduire les défaillances pendant le processus de fabrication en prédisant comment les pièces pourraient être affectées. Netfabb est disponible en quatre versions différentes : Standard, Premium, ultime et Simulation, son prix varie donc en fonction de la version choisie.

nTopology et son logiciel d’optimisation topologique

Basée à New York, nTopology est une entreprise qui se consacre au développement de solutions logicielles permettant la création de géométries complexes par l’optimisation topologique et la conception générative. Le logiciel est capable de résoudre les problèmes d’ingénierie et de fabrication les plus avancés, ainsi que de générer des pièces uniques et performantes. Il dispose d’une grande variété d’outils, de capacités uniques d’automatisation de la conception et de complexités pour la fabrication avancée. Il s’agit d’une option rentable pour l’industrie de la fabrication additive, qui cherche constamment à alléger les pièces tout en réduisant les coûts de production.

logiciel optimisation topologique

Le logiciel de nTopology permet d’optimiser votre future pièce imprimée en 3D

Siemens NX

L’entreprise Siemens a développé une solution logicielle intégrée baptisée NX. Elle permet à n’importe quel utilisateur de bénéficier de tous les avantages de la fabrication additive en simplifiant les étapes de modélisation. Concrètement, son outil permettra de concevoir pour l’impression 3D, de préparer sa pièce, de la visualiser, de multiplier les itérations, etc. Parmi les fonctionnalités proposées, l’optimisation topologique bien évidemment : elle s’inscrit dans ce que Siemens appelle la modélisation Convergente. Il a développé une solution pour permettre de faire converger la géométrie traditionnelle avec des modèles maillés dans un même modèle. L’utilisateur n’a plus besoin de passer par un autre format de fichier et de l’exporter s’il veut optimiser sa pièce : tout se fait sur la même plateforme. NX n’est donc pas un logiciel d’optimisation topologique à proprement parler : c’est une solution tout-en-un qui offre cette fonction pour la fabrication additive.

Crédits photo : Siemens

Le logiciel d’optimisation topologique Solid Edge

Appartenant au groupe Siemens, Solid Edge est l’une des solutions par excellence lorsqu’il s’agit de créer des modèles tridimensionnels. Il a été développé pour la première fois en 1996 par la société Intergraph, et reste l’un des logiciels les plus utilisés par les experts de l’industrie de la fabrication additive. Dans ce secteur, l’un des points forts de Solid Edge est la conception générative qui, combinée à l’optimisation topologique, permet d’alléger les pièces finales et d’utiliser moins de matériaux. Le logiciel peut être acheté par le biais de 4 types de licences, en fonction de l’utilisation et des fonctionnalités requises pour la conception 3D.

Le logiciel d’optimisation topologique Solid Edge

SolidThinking et son logiciel d’optimisation topologique

Bien que la société soit désormais sous la tutelle d’Altair, nous voulions également mentionner le logiciel d’optimisation topologique de solidThinking, Inspire 2018. Revendiqué comme l’une des solutions de conception générative/optimisation topologique les plus puissantes et les plus faciles à utiliser de l’industrie par solidThinking, le logiciel dispose d’un certain nombre de fonctionnalités qui aident les utilisateurs à créer rapidement des conceptions qui pourraient finalement conduire à une réduction des coûts, du temps de développement, de la consommation de matériaux et du poids du produit, tous critiques pour les pièces fabriquées par fabrication additive. La dernière version en 2018 incluait la possibilité de générer des structures optimisées en treillis et mixtes – treillis qui pouvaient ensuite être exportées dans un fichier STL, avec des contrôles de forme de surplomb.

logiciel d'optimisation topologique

SolidThinking appartient désormais à Altair

Sulis

Avec son logiciel Sulis, l’entreprise Gen3D vise à innover le processus de fabrication additive. Le logiciel DfAM donne à l’utilisateur un retour immédiat sur la géométrie et l’aide à définir les paramètres de l’impression. Différents outils d’édition sont disponibles à cet effet, qui accélèrent le processus de modélisation par des clics et glissements. De plus, les utilisateurs peuvent ajouter des structures lattices à leur modèle. Avec ses solutions logicielles, l’entreprise britannique veut permettre aux concepteurs de raccourcir leurs délais et de réduire leurs coûts. L’éditeur de logiciels possède une clientèle issue de divers secteurs, dont l’aérospatiale, l’automobile, le médical et les fabricants de machines industrielles.

Le logiciel Sulis

Tosca

Tosca est une suite d’optimisation de Dassault Systèmes. Il s’agit d’un outil puissant d’optimisation des structures et des flux basée sur des simulations FEA et CFD. L’entreprise propose deux solutions de produits : Tosca Structure et Tosca Fluid. Tosca Structure peut être utilisé pour optimiser la conception de pièces légères, rigides et durables. Grâce à l’optimisation topologique, le processus de développement ainsi que le délai de mise sur le marché peuvent être réduits. C’est un avantage que les constructeurs automobiles, entre autres, savent utiliser. La version actuelle de Tosca est fournie avec Python 3.7.1 et a été améliorée pour inclure la création automatique de conditions d’arrêt. Le second produit, Tosca Fluid, est utilisé pour la conception et la topologie non paramétrique des flux de fluides pour les composants et les systèmes.

logiciel optimisation topologique

Tosca est beaucoup utilisé dans l’industrie automobile

Quel logiciel d’optimisation topologique utilisez-vous ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

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