A GM elektromos jövője az additív gyártás jövőjét is jelenti

Az üléstartó nemcsak erősebb és könnyebb lett a hagyományosan gyártott párjánál, hanem a GM mérnökei – az Autodesk Fusion 360 felhőalapú generatív tervezési technológiájával felfegyverkezve – egyetlen darabba vonták össze a korábban nyolc részegységből álló alkatrészt.

Mindezen innovációk ellenére nehéz figyelmen kívül hagyni, hogy a GM 3D nyomtatott üléstartója még mindig csak egy koncepció ellenőrzésére szolgáló alkatrész. Most a tervváltozatok második körébe lép (a még nagyobb súlycsökkentés érdekében), és az alkatrészt feltehetően csúcskategóriás sportautókban tesztelik majd, mielőtt a GM fogyasztói flottájába kerülnének.

Egy új munkafolyamat az autóipar számára

még ha az additív gépek képesek is volnának kezelni az autóipar mennyiségi követelményeit, napjaink mérnökei akkor is nehezen tudnának megszabadulni a munkafolyamat megszokott rutinjától. Az Autodesk tervezőcsapatának munkája, hogy a GM mérnökeivel együttműködve finomítson a CAD-modellek tervezési folyamatán, kialakítsa az additív gyártáshoz szükséges beállításokat, majd ezt a modellt konvertálja a szimulációba való importáláshoz.
A generatív tervezésű alkatrészek szimulációja még mindig nagy kihívás elé állítja a csapatot. A vezető tervezőmérnök szerint: „Nagyszerű szerkezeteket tudunk alkotni. Képesek vagyunk gyönyörű, rácsozott, könnyű termékeket létrehozni, de az ütközésszimulációban való elhelyezésük nagyon trükkös – mondja. – És ez nem egy Autodesk-probléma, hanem a teljes iparágat érintő, nagyrészt fizikai és matematikai probléma. A repülőgépiparban jellemzően statikus feszültségelemzéseket futtatnak, mert egy repülőgép nem ütközik, legalábbis ideális esetben.”
Ez a nyitja annak, hogy a repülőgépipar miért vette át az additív és generatív tervezést gyorsabban, mint az autóipar.

„Egy autóban több olyan tehereset is előfordul, amellyel a repülőgépipar nem számol. Ha az ütközésszimulációról, a hatósági követelményekről vagy a zajkövetelményekről van szó, a munkafolyamat során létrehozott összes tervnek készen kell állnia arra, hogy átmenjenek a szimulációs teszteken – magyarázza. – Ez nagyon megnehezíti számunkra az olyan munkafolyamatok kialakítását, amelyeket az OEM-gyártók integrálhatnak. A Fusion 360 új additív gyártási és szimulációs funkcióinak jelentősen fel kell gyorsítaniuk a munkafolyamatot. Ez az a terület, ahol a két vállalat együtt tanulja és finomítja a folyamatokat.”

A GM üléstartójának generatív tervezési folyamata során 150 tervváltozatot hoztak létre az alkatrészhez. Ezek a tervváltozatok úgy jöttek létre, hogy kényszerekkel meghatározták a bemenő adatokat, amelyek alapján az Autodesk-szoftver geometriát javasolt. Ez az üléstartóterv „felfüggesztési pontjaival” kezdődött – az alkatrész azon régióival, ahol az anyagnak meg kell felelnie a specifikus követelményeknek. Emellett meghatározták a statikus terhelési követelményeket, az alkatrész körüli részegységeket (vagyis a kizárt zónákat, ahol nem lehet anyag), és magára az additív beállításra vonatkozó adatokat. Elsősorban ide tartoznak az építési tájolásra, a támaszszerkezetre és az esetleges utófeldolgozáshoz szükséges további anyagra vonatkozó beállítások.

„Most azt csináljuk, hogy fogjuk a GM mintaterveit, és átfuttatjuk ezeket egy új algoritmuson. Beállítjuk a generatív alkatrészt, létrehozzuk az első generatív eredményt, majd azt az additív gyártási folyamathoz optimalizáljuk. Ezután ismét fogjuk az alkatrészt, és nemlineáris vagy ütközésszimulációt futtatunk rajta.” Az Autodesk és a GM mérnökei számos anyagot és biztonsági tényezőt is megvizsgálnak, beleértve a terhelési kényszerek helyét és nagyságát. „Amit a tervezésről tanulunk a GM-től, segít nekünk, hogy optimalizálhassuk a munkafolyamatot a szoftverünkben. A GM mérnökei is hasznot húzhatnak belőlünk, mert megtanulják, hogyan működnek a szoftvereink. Ez valójában a közös munkafolyamat folyamatos fejlesztése. Egy szimbiózis.”

Egy közelebbi kép a GM 3D nyomtatással készült üléstartójának néhány tervváltozatáról a 150-ből.

Rövidtávon a generatív tervezéssel és additív gyártással végzett súlycsökkentés eredményei a sportautókban jelenhetnek meg. Tehát mikor áll majd készen a generatív tervezés és additív gyártás a fogyasztói autóipari gyártásra?

A GM hagyományos üléstartója és a generatív tervezéssel készített, 3D nyomtatással készült üléstartó egymás mellé helyezve. Generatív tervezés és 3D nyomtatás használatával a GM a nyolc részegységből álló üléstartót egyetlen darabba vonta össze. Az üléstartó most a tervezés második körébe lép (a még nagyobb súlycsökkentés érdekében), és feltehetően csúcskategóriás sportautókban tesztelik majd, mielőtt a GM fogyasztói flottájába kerülnének.

„Nem kell találgatnunk, már készen áll. A legtöbb esetben egyetlen dolog fogja vissza a folyamatot: annak a folyamatnak a hatékonysága, amellyel eljuthatunk odáig. Mindeddig a tervezési és a szimulációs folyamatok sok időt vettek igénybe. Rengeteg manuális munkát igényeltek a mérnökök részéről. Amíg az additív gyártás még kialakulóban van, a szoftvernek adaptálnia és alakítania kell a folyamatot. De mérnökök vagyunk. Meg tudjuk csinálni.”

(Nyitókép: Ehhez az autóipari üléstartóhoz a General Motors és az Autodesk mérnökei az Autodesk felhőalapú generatív tervezési technológiáját alkalmazták, hogy egyetlen darabba vonják össze a korábban nyolc részegységből álló alkatrészt. Ez a koncepció ellenőrzésére szolgáló, 3D nyomtatással készült üléstartó az eredeti alkatrésznél 40 százalékkal könnyebb és 20 százalékkal erősebb lett.)

Forrás: Autodesk