Generative design bestaat al sinds 2009, maar is pas in 2017 in populariteit gaan stijgen. De reden daarvan is dat het vanaf dat moment laagdrempelig toegankelijk is geworden. Maar wat is generative design en waarom is deze innovatieve manier van ontwerpen belangrijk voor de toekomst?
De achtergrond van generative design
Wetenschappers zijn constant bezig om de beste biologische ideeën in de natuur te imiteren en er vervolgens menselijke toepassingen op uit te vinden. Dit onderwerp is zo breed is dat het een naam heeft, namelijk biomimetica. Enkele voorbeelden van biomimetica zijn:
- Vleugels van vliegtuigen zijn geïnspireerd door vogels en vleermuizen.
- Plakband is geïnspireerd door gekko’s.
- Energie-efficiënte gebouwen zijn geïnspireerd door termietenheuvels.
De nieuwste ontwikkeling binnen biomimetica is generative design.
De natuur is altijd bezig met optimale vormen bedenken om zichzelf te ondersteunen. Kijk bijvoorbeeld naar een boom. Daar zijn de takken niet overgedimensioneerd, ze ondersteunen zichzelf. Dit is iets wat we met generative design willen nabootsen.
Wat is generative design?
Generative design is een ontwerpproces waarbij er op basis van bepaalde voorwaarden van de ontwerper softwarematig verschillende ontwerpen van een object worden gemaakt. Aan de hand van formules berekent de computer welk object het best aan bepaalde voorwaarden voldoen.
Voorbeeld van generative design
Iedereen kent waarschijnlijk wel de eerste Volkswagen Transporter. Een fantastisch iconisch ontwerp dat we vandaag de dag nog steeds op de weg zien.
Ter ere van het 20-jarig jubileum van het Volkswagen Innovation and Engineering Center in Californië kwam het team van Volkswagen met een fantastisch gedenkwaardig idee. Het bracht het verleden en de toekomst samen door de klassieke Volkswagen Transporter uit 1962 uit te rusten met de nieuwste technologie, inclusief generative design.
De wielen, het stuur, de spiegelsteunen en de banksteunen werden ontworpen op basis van generative design. De wielen van de nieuwe transporter zijn bijvoorbeeld 18% lichter geworden dan de originele uit 1962.
Generative design met Fusion 360 en Inventor
Fusion 360 is het eerste platform waarbij generative design laagdrempelig is gemaakt. Een tijdje geleden heb ik een webinar gegeven waarin ik dit (aan de hand van een demo) heb bewezen. Hiervoor gebruikte ik onderstaande casus.
Bij CAD & Company werken wij met laptops. Veel collega’s zetten deze laptops op een standaard. Mij is gevraagd om door middel van generative design nieuwe laptopstandaards te ontwerpen, die we vervolgens konden printen met een 3D-printer.
De laptopstandaards die wij op kantoor gebruiken zien er als volgt uit.
Deze standaard ga ik door middel van generative design goedkoper- en met minder materiaal produceren. Dit mag uiteraard niet ten kosten gaan van de kwaliteit.
Variant 1
In de bovenstaande afbeelding zie je de eerste variant. Het model voldeed aan alle voorwaarden. Het was sterk genoeg om als standaard te dienen en hij was mogelijk om 3D te printen.
Echter, kwam ik er bij het berekenen van de materiaalkosten achter dat ik met één voorwaarde geen rekening had gehouden, namelijk het bouwvolume. De kosten om het ontwerp te printen bedroeg namelijk zo’n €300,-.
Variant 2
Ik heb vervolgens een nieuwe variant gemaakt. De blauwe onderdelen van deze variant worden 3D-geprint. De materiaalkosten bedroegen dit keer ongeveer €10,-.
De vraag was of het nog goedkoper kon en of het daarnaast uit slechts één onderdeel kon worden gemaakt. Dit scheelt namelijk hoop printtijd.
Variant 3
Uiteindelijk ben ik op het bovenstaande ontwerp uitgekomen. Deze variant is ontworpen met zo min mogelijk materiaal. Het is berekend op een last van twee kilo met een veiligheidsfactor van twee. In het webinar ‘Generative design met Inventor & Fusion 360′ heb ik dit ontwerp verbeterd.
Het nieuwste ontwerp gebruikt ik nu al ruim een half jaar. Productiekosten? Nog geen €2,- per standaard. Belangrijker nog is het materiaal dat we ermee hebben bespaard.
Benieuwd hoe ik dit heb gedaan? Kijk dan nu het webinar terug.
Conclusie
Generative design is een interessante, nieuwe manier van ontwerpen. Dankzij generative design zijn we in staat met minimale grondstoffen sterkere of efficiëntere ontwerpen te maken. Ondanks dat deze manier van ontwerpen al sinds 2009 bestaat is het dankzij Fusion 360 in 2017 toegankelijk en laagdrempelig geworden. Heb je vragen over generative design? Neem dan contact met ons op of laat een reactie achter.
