Comprendre la conception générative et l’optimisation topologique dans la fabrication additive
Changer son procédé de fabrication pour la fabrication additive ne signifie pas seulement changer sa machine de fabrication. Un changement significatif commence à la racine : le logiciel. En effet, la CAO traditionnelle limite les concepteurs à des géométries connues et facilite la réutilisation de pièces déjà conçues, ce qui donne des conceptions robustes mais loin d’être optimales.
Avec l’adoption croissante de la FA et sa capacité à produire des géométries complexes, la conception générative prend de l’ampleur dans l’industrie. La seule chose est que les ingénieurs qui sont censés concevoir pour la FA ont encore des systèmes CAO qui n’intègrent pas les fonctions de conception générative nécessaires.
La conception générative et l’optimisation topologique visent à combler cet écart par des algorithmes évolutifs et l’optimisation sur différentes parties du logiciel. C’est d’ailleurs l’objectif de nTopology et l’une des raisons pour lesquelles nous avons invité Bradley Rothenberg, cofondateur et CEO de la société dans cette série d’Opinion de la Semaine, est de découvrir la complexité de ce concept. Vous l’avez probablement compris, nTopology est une société de logiciels qui crée des solutions d’ingénierie utilisant des méthodes de calcul avancées pour concevoir des produits de haute performance.
Avant d’entrer dans cette série de questions-réponses (QR), clarifions une chose : il n’existe pas encore de définition standard de la conception générative. Selon les mots de Rothenberg, « pour la plupart, cela signifie utiliser un algorithme spécifique pour l’optimisation topologique afin de générer un plan », mais il préférerait une approche beaucoup plus large pour définir ce concept. Cette approche consiste à « créer un flux de travail réutilisable qui peut produire un design ou plusieurs designs. »
« En général, les éditeurs de logiciels abordent la conception générative avec une solution « boîte noire ». Ils développent l’UX et les algorithmes, suite à quelques exigences de charge, etc. et ils crachent une conception optimisée. Chez nTopology, nous avons construit une plate-forme logicielle qui exploite ces algorithmes tout en vous permettant d’utiliser votre savoir-faire en ingénierie pour créer des workflows réutilisables qui intègrent l’ingénierie, l’automatisation et la simulation pour offrir des capacités de conception générative. De plus, la conception générative est rendue possible grâce à la nouvelle technologie de modélisation de notre logiciel qui ne connaît pas de défaillance », explique M. Rothenberg.
La première question est facile. Plusieurs composants sont pris en compte dans un processus de fabrication. A quel niveau évalueriez-vous l’importance du logiciel (sur une échelle de 1 à 10, sachant que 1 est le niveau le moins important et 10 le plus important) ? Pourquoi ?
11 – Nous sommes un éditeur de logiciels permettant AM 😊
Sérieusement, le logiciel joue un rôle critique : la conception pour la FA nécessite tellement de nouvelles variables et tant de nouvelles complexités que le logiciel est la clé du succès. Pour profiter pleinement des avantages de la FA, les pièces doivent être optimisées pour le processus et les outils de conception doivent permettre une plus grande souplesse et une plus grande complexité. Sans un nouveau logiciel, le matériel de la FA ne peut pas pleinement être optimisé.
Peut-on combiner la conception générative avec l’optimisation topologique ?
Définitivement ! Nous considérons l’optimisation de la topologie comme une « caractéristique » d’une solution logicielle d’ingénierie complète. La promesse de la conception générative est la capacité de produire de meilleurs designs, plus rapidement. L’optimisation topologique est l’une des nombreuses approches qui peuvent être utilisées pour obtenir une meilleure conception, plus rapidement.
Quels sont les principaux avantages de ce type de logiciel pour la fabrication additive ?
Quand il y a de nouvelles façons de faire les choses, il faut qu’il y ait des logiciels qui puissent tirer parti de ces capacités. Dans le cas de la FA, il existe un tout nouvel espace de conception pour explorer les outils traditionnels – qui ont été conçus avant que la fabrication avancée ne devienne une chose – qui ont du mal à naviguer. nTopology a été construit avec ces nouvelles capacités à l’esprit et peut gérer facilement la complexité que permet la fabrication additive. Des logiciels comme nTopology permettent aux ingénieurs de réaliser pleinement les promesses et les avantages potentiels de la fabrication additive.
Un logiciel de conception générative soulève-t-il les mêmes questions concernant les données que d’autres types de logiciels ?
C’est possible ; cela dépend du rendement du logiciel. La plateforme de nTopology par exemple permet des fichiers légers qui n’ont pas besoin d’être énormes lorsque la complexité de la pièce augmente. Si le résultat final est un modèle de surface ou un STL, la taille du fichier est un goulot d’étranglement. Nous y remédions en collaborant avec tous les grands équipementiers pour envoyer les données des tranches directement à la machine à partir de notre modèle léger. Cela supprime le goulot d’étranglement de données que créent les fichiers STL.
Dans l’industrie de la FA, il existe différents types de logiciels (logiciels de simulation, logiciels de conception, solutions SaaS, etc.) qui s’efforcent d’aborder à leur manière le problème de la vitesse et de la complexité dans l’industrie de la fabrication additive. Comment le logiciel nTopology traite-t-il ce problème ?
nTop Platform s’appuie sur une nouvelle technologie pour modéliser la géométrie de manière plus rapide et plus fiable. Nous utilisons la puissance de traitement parallèle (GPU et CPU) pour permettre la vitesse et nous incorporons une approche ouverte et réutilisable des flux de travail qui permet l’automatisation, la collaboration et l’intégration avec la pile logicielle existante. Combinez cela à des capacités de simulation intégrées et nous pouvons offrir une vitesse sans précédent et la capacité de gérer la complexité avec facilité.
Nous venons d’apprendre que nTopology a récemment recueilli 20 millions de dollars en financement. Que pouvons-nous attendre de l’entreprise maintenant ?
L’objectif de notre augmentation de capital était d’accélérer l’expansion de notre technologie et de notre entreprise. Vous pouvez vous attendre à ce que la plateforme nTop continue d’offrir plus de valeur aux entreprises qui cherchent à innover plus rapidement et à ce que nous nous occupions des applications qui vont au-delà de la FA dans d’autres domaines de la fabrication avancée.
Un dernier mot à ajouter ?
Oui, je suis extrêmement enthousiaste à l’idée que la FA ait été le catalyseur de la transformation de l’espace des logiciels d’ingénierie.
La plateforme nTop, par exemple, a été conçue pour permettre aux ingénieurs de concevoir de meilleures pièces quelle que soit leur complexité. Ce faisant, nous avons construit une solution qui offre des avantages bien au-delà. La plateforme nTop permet aux ingénieurs de collaborer davantage, de partager les flux de travail et d’automatiser les travaux à faible valeur ajoutée (comme ajouter des filets à une pièce). La fabrication additive nous a ouvert les portes d’entreprises où nous pouvons offrir de la valeur en tirant parti des mêmes capacités que celles dont la FA a besoin.
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