Diseño generativo en Solid Edge
Uno de los mayores desafíos en el diseño asistido por computadora (CAD) es conseguir que el diseño generativo, manufactura aditiva y la ingeniería inversa trabajen juntos. Solid Edge aborda este desafío facilitando tecnología de última generación, que reúne el modelado facetado (mallado) y B-rep (basado en funciones) en un entorno unificado.
El modelado convergente, incluido en Solid Edge 2020, le ofrece una forma de modelado híbrido que permite a los diseñadores e ingenieros utilizar los modelos de malla como si fueran modelos B-rep. Esto, junto con la tecnología síncrona, una funcionalidad que combina el modelado directo con el diseño paramétrico, hace que Solid Edge sea la herramienta de diseño preferida en la actualidad.
El valor del modelado generativo en Solid Edge
Las técnicas de diseño como el modelado generativo, la ingeniería inversa y la manufactura aditiva utilizan geometrías trianguladas basadas en mallas como referencia, existe un problema: La mayoría de los ingenieros de diseño trabajan en sistemas CAD que crean modelos de representación de límites (B-rep), los cuáles son modelos sólidos basados en características que utilizan cilindros, planos, conos y otros elementos para crear el diseño. El modelado facetado en cambio se basa en una malla.
Crear un diseño generativo a partir de la ingeniería inversa se convierte en un reto a la hora de modificar el diseño utilizando un sistema CAD basado en B-reps
Por el contrario, la conversión de escaneos 3D a diseños finales no es difícil, pero podría pasar días puliendo esos diseños a menos que esté aprovechando el modelado CAD de B-rep. Las capacidades de modelado generativo de Solid Edge resuelven todo esto combinando sólidos B-rep y modelos de facetas. Esto permite que los datos de cada uno coexistan. También puede realizar un modelado basado en características de un modelo de malla. La interacción del usuario es tan fluida que incluso puedes pensar que estás trabajando en un modelo B-rep cuando no lo estás.
Solid Edge elimina la necesidad de elegir qué método de CAD utilizar. Usted puede crear modelos estéticos de formas orgánicas que estén listos para la producción, con solo básicamente realizar modelado basado en características de piezas de malla. También puede extraer superficies desde los datos de la malla en superficies planas o cilíndricas. Con la "synchronous technology" de Solid Edge, puede trabajar directamente sobre las superficies de las geometrías de malla escaneadas en 3D de forma nativa, eliminando la necesidad de tener que recurrir a la modelización inversa, que consume mucho tiempo.
5 pasos para optimizar la topología de diseño en Solid Edge
Supongamos que desea diseñar un soporte de eje con unos diámetros de eje y una distancia entre ejes determinados. El diseño tradicional de Solid Edge que se muestra a continuación está perfectamente bien. Pero, tiene un problema importante, previamente no abordado, de que el cuerpo no está optimizado para la topología. En otras palabras, el diseño no está haciendo un uso óptimo del material que se le ha asignado.
El diseño puede mejorarse drásticamente con el modelado generativo en Solid Edge, aprovechando sus funciones de optimización de la topología. La optimización topológica mejora la distribución del material del cuerpo de diseño con un conjunto determinado de cargas, condiciones límite y restricciones, con el objetivo de mantener el máximo rendimiento junto con el uso óptimo del material.
1.-En la pestaña de diseño generativo, asigne un material a la base de su cuerpo de diseño no optimizado y cree un nuevo estudio.
2.-Defina el espacio de diseño y las regiones preservadas. El espacio de diseño le permite seleccionar la pieza que necesita optimización en un diseño multicuerpo (en este caso, toda la pieza) y las regiones preservadas son las características del diseño que no necesitan ser optimizadas y que se requieren así como están en el diseño final, como un taladro de tornillo, un agujero, etc.
3.-Aplicar las cargas (fuerza, presión o torque) que la pieza debe soportar en su estado de funcionamiento.
4.-Definir las restricciones (qué parte del cuerpo será fijada o inmovilizada) cuando esté en funcionamiento. Esta es la parte más importante del proceso de optimización. La región cercana a la parte fija del cuerpo tendrá que soportar las tensiones máximas inducidas. Por lo tanto, se observa una saturación de material alrededor de la región restringida después de la optimización.
5.-Ahora vaya a generar. La ventana emergente tendrá dos selectores principales:
- La calidad del estudio determina la fuerza del cálculo que entra en la optimización. Una mayor calidad de estudio requiere más tiempo de cálculo.
- La reducción de masa le permite determinar cuánta masa necesita ser cortada del cuerpo. Debe asegurarse de que queda suficiente masa en el cuerpo para que la computadora pueda trabajar con ella para optimizar su topología.
Al encontrar el equilibrio perfecto entre la reducción de masa y calidad del estudio, se pueden producir diseños únicos, estéticos, lo que resulta en una reducción de masa con la misma solidez estructural. Para los ingenieros de diseño, la práctica de este método de optimización ayuda a encontrar el equilibrio adecuado entre la reducción de masa y la calidad del estudio.
Por: Sumit Dandge desde el Blog de Solid Edge
