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Do more with less-欧特克的衍生设计之旅

2018年11月2日     来源:e-works        作者:e-works 胡中杨       
关键字:美国考察  欧特克  
2018年10月29日上午,e-works2018美国创新与互联考察团正式启程。考察团第一站考察了位于旧金山市中心市场街1号的Autodesk Gallery。

    2018年10月29日上午,e-works2018美国创新与互联考察团正式启程。考察团第一站考察了位于旧金山市中心市场街1号的Autodesk Gallery(欧特克展厅),参观了Autodesk各行业用户开发的创新产品、深度了解了Autodesk提出的未来制造愿景(The future of making )。接下来考察团还考察了位于旧金山九号码头(Pier 9)的Autodesk技术中心。欧特克有限公司是三维设计、工程及娱乐软件的领导者,其产品和解决方案被广泛应用于制造业、工程建设行业和传媒娱乐业。欧特克的衍生设计解决方案极大降低制造成本和时间,并降低了产品重量,提供了更多的设计方案。

    欧特克成立于1982年,距今已经有36年的历史了。欧特克的主要服务对象有三块:媒体娱乐,建筑设计和制造业的工业设计。从第一版AutoCAD正式推向市场以来,欧特克已针对这三大块内容作了全球最广泛的应用,研发出最先进和完善的系列软件产品和解决方案,帮助各行业用户进行设计、可视化,并对产品和项目在真实世界中的性能表现进行仿真分析。同时,欧特克也和各类增材制造的厂商合作,提供各种增材制造的解决方案,打破了传统制造的方式,其衍生设计给新一代的产品从设计开始,就与众不同。

    Autodesk Gallery的大厅,左右两边摆放着一台飞机引擎和一台红色跑车模型,中间摆放的旧金山的一个缩略模型。负责讲解的工程师从飞机的引擎的设计开始谈起,直到整个展厅所有的产品介绍结束,都围绕着”generation design”,即”衍生设计”这个词来介绍欧特克的设计理念。

Autodesk Gallery大厅门口的展品

Autodesk Gallery大厅门口的展品

Autodesk Gallery大厅门口的展品

Autodesk Gallery大厅门口的展品

    Autodesk Gallery展示了将很多绝佳创意变成现实的过程,以及具有技术创新和公益价值的产品。这里的作品都是Autodesk的用户应用Autodesk系列软件设计完成,充满了各种奇思妙想创新,同时也展现了欧特克对于自然保护的态度。

    Autodesk研发了Generative Design(衍生设计)技术。这种技术衍生式设计模拟大自然的进化方式进行设计。Autodesk设计师和工程师将设计目标以及材料、制造方法和成本约束等参数输入到衍生式设计软件中。软件使用云计算探索所有可能的解决方案排列组合,快速生成设计备选方案,然后进行测试,通过一次次迭代获取上千种优质解决方案。衍生设计还可以根据零件的承载进行应力分析和拓扑优化,选择多种结构优化的方案,从中找到性能相同但重量更轻的结构,经过优化的零件重量甚至可以达到优化之前的十分之一。然后,可以通过增材制造技术将零件制造出来。

利用Generative Design技术进行桥梁的结构优化

利用Generative Design技术进行桥梁的结构优化

    介绍人说,通过衍生设计,设计者们改变以前的设计方式,把桥梁的各种参数值输入,对点线面进行基本设计后,生成从众多设计方案中选择造型最美观的方案,然后通过增材制造的方式,去做基本测试。

奔驰公司用Autodesk Alias软件完成创意设计的新一代概念车

奔驰公司用Autodesk Alias软件完成创意设计的新一代概念车

衍生设计创造出来的轻量化的鞋底

衍生设计创造出来的轻量化的鞋底

    衍生设计创造出来的轻量化的鞋底,安德玛已经投入生产。这种鞋底更耐穿,更轻便,弹跳力更强。

三维打印的珊瑚礁

三维打印的珊瑚礁

    三维打印的珊瑚礁,对珊瑚进行全方位的扫描拍照,通过数千张照片,完全打印出同尺寸的珊瑚。

通过AR技术模拟水下环境

通过AR技术模拟水下环境

    通过AR技术模拟水下环境,把人和海底融合起来,这不是普通的背景,通过距离的调节,可以使人看起来藏在珊瑚礁里面。

艺术家利用autocad做的能驱动多翼的艺术品

艺术家利用autocad做的能驱动多翼的艺术品

    参观完展厅 之后,Autodesk公司美国制造业高级行业经理 Sean Manzanares先生为考察团做了主题为未来制造(The Future of Making )的案例分享。Sean从制造业未来的九大技术趋势开始谈起,引出autodesk和GE合作的一个案例,通过这个案例,让考察团团员充分了解了衍生设计

未来制造的九大趋势

未来制造的九大趋势

衍生设计

衍生设计

    通过衍生设计,GE改变的安全带部件,从原来的8个零件组装成一体,变成了一个单独的零件,减轻了百分之40的重量的同时,增加了百分之20的强度,并且由于衍生设计是由计算机自行运算出设计结果,因此有上百中的外观供设计者参考。由于该零件通过增材制造完成。因此节省了零部件购买,组装,库存的成本,衍生设计不是简单的优化设计,而是一种设计的改革,它的出现改变了传统的设计理念,设计的结果是人工无法完成的。

考察团在展厅和sean先生合影

考察团在展厅和sean先生合影

    参观完展厅后,考察团一行又来到了位于旧金山九号码头(Pier 9)的Autodesk技术中心。该技术中心是在原来码头的房子改造而成,临近著名的旅游景点渔人码头(39号码头),占地约1000平米。该技术中心包括数控加工、三维打印、金属加工、木材加工、纺织品加工车间,还有电子制造实验室、测试室等,提供了多种专业设备和欧特克的软件,许多高校的老师,学生,以及初创型的公司和各种艺术家们会来这里使用各种autodesk提供的设备和软件,在这里发挥无限创意。这个过程中不仅验证了产品创意,也验证了Autodesk的软件产品,促进Autodesk系列软件不断改进。

Autodesk技术中心

Autodesk技术中心

    技术中心工程师介绍了整个中心内的基本状况,并带考察团参观了整个中心。这里有很多办公桌,可以为来此做实验的团队提供临时办公场地。技术中心有很多样例,由于金属打印成本较高,欧特克展示来了一种较为经济的金属制造解决方案,即打印出来低熔点的模具,通过向模具注入高熔点的金属液体,同时低熔点的非金属材料被融掉,这样得出一个相对经济的金属成品。

低熔点非金属模具

低熔点非金属模具

    工程师介绍了德国残疾人自行车冠军Denise Schindler使用的3d打印假肢。该假肢的制作过程是:首先扫描Schindler的残肢,然后利用所得数据通过云设计软件Fusion 360构建了3D数字模型,最后由3D打印巨头Stratasys公司的专业级3D打印机MC 450制成的。为确定最合适的样式,之前还打造了52个测试版本。假肢重量只有812克,而最终产品的效果非常好 — 不但比Schindler重量仅有812克,比之前使用的传统碳纤维假肢轻了许多,成本也降低了近25%,制作时间更是缩短到了只有5天。假肢完全满足她长期训练和竞赛的需要。造价只有耗时10周左右制造的碳纤维义肢的1/4,同时简化了重新设计和重新适配以适应运动员身体变化的流程。

工程师介绍3d打印的假肢

工程师介绍3d打印的假肢

    在技术中心的二楼过道,修了一个模拟的桥梁,在桥梁上设置了一些传感器和摄像头,来采集桥梁的各种数据,通过这些数据来分析噪声,震动等对桥梁的影响,从而为桥梁设计提供参考。

    在整个考察中,欧特克一直在强调一件事就是未来的制造方式,欧特克通过三十多年的经验积累,优化的算法,走在衍生设计的前端,欧特克致力于把衍生设计的理念带入各种产品,让的产品的材料更节省,强度更高,质量更好,这就是欧特克的追求所在—Do more with less。

责任编辑:张瑾
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