Generatief ontwerp en traditioneel vakmanschap vormen een zoete symfonie:de GD-viool

Generatief ontwerp in Autodesk Fusion 360 hielp een gitaarbouwer een nieuwe methode te ontwikkelen voor het ontwerpen en vervaardigen van elektrische violen .

Violen gespeeld door professionele muzikanten zijn met de hand gebouwde meesterwerken, waarvoor weken of maanden werk nodig is van een zeer bekwame gitaarbouwer (vioolmaker). Elektrische violen kunnen ook met de hand worden gebouwd, maar machines produceren ze vaak in massaproductie in fabrieken. De begaafde gitaarbouwer Kevin Baslé werkte samen met Autodesk om een ​​nieuw productieproces voor elektrische violen te creëren. De resulterende methode maakt gebruik van generatief ontwerp in Autodesk Fusion 360 en combineert de beste onderdelen van menselijk vakmanschap en digitale productietechnologie.

Baslé ontwierp en maakte de GD Violin met de hulp van ingenieurs van het Autodesk Technology Centre in Birmingham, VK. Baslé is een echte ambachtsman die veel akoestische en elektrische violen met de hand heeft gemaakt, elk op maat gemaakt en uniek. Hij begon als professioneel timmerman en schrijnwerker, maar zijn interesse in muziek leidde uiteindelijk tot een carrière in de vioolbouw. Het is een zeldzaam beroep - slechts een select aantal Europese landen heeft een school voor vioolbouw.

Het ontwerp van de akoestische viool is eeuwenlang relatief onveranderd gebleven, maar elektrische violen hebben zich de afgelopen jaren enorm ontwikkeld naarmate de productietechnologieën volwassen zijn geworden. Hierdoor kunnen violisten hun eigen unieke persoonlijkheden uitdrukken door middel van instrumentontwerp. De meest voorkomende materialen voor elektrische violen zijn tegenwoordig plastic, acryl en koolstofvezel. Baslé wilde teruggaan naar het materiaal dat hij het beste kende, hout, vanwege zijn warmte en karakter. Maar hoe kon hij kosten en speelbaarheid in evenwicht brengen en tegelijkertijd iets unieks voor zijn klanten creëren?

Ontwikkelen van een nieuw vioolontwerpproces

Een nieuwe aanpak was nodig. "We begonnen na te denken over het modelleren van een elektrische viool met behulp van AI, wat niet bewezen was in de vioolindustrie", zegt Baslé. “Het moest natuurlijk als muziekinstrument functioneren, maar de vormgeving kon helemaal anders. Iets waar we nog nooit aan hadden gedacht.”

Generatief ontwerp was riskant voor een traditionele vakman als Baslé om te proberen. Baslé wilde ervoor zorgen dat de ervaring van de violist onveranderd bleef. Hij wilde ook dat de speler standaard fittingen van lokale vioolwinkels zou kunnen kopen, zoals het staartstuk, stemsleutels, de kinsteun en schoudersteun. "Ik wilde dat de speler de uitrusting zou aanpassen aan wat ze willen, zonder hun speelstijl aan te passen", zegt Baslé.

Generatief ontwerp verkennen in Autodesk Fusion 360

Peter Storey, een onderzoeksingenieur bij Autodesk, introduceerde Baslé bij Fusion 360 en liet hem zien hoe generatief ontwerp kan worden gebruikt voor een geheel nieuwe manier om elektrische violen te ontwerpen. De eerste stap was om de generatieve ontwerpalgoritmen enkele beperkingen te geven om mee te werken. “We hebben onderzocht wat het absolute minimum is dat een viool nodig heeft om te functioneren:de plaatsen waar de snaren en standaard fittingen worden bevestigd en de plaatsen die de violist normaal gesproken vasthoudt tijdens het spelen. We zijn begonnen met het modelleren van alleen deze onderdelen in Fusion 360”, zegt Storey.

Door alleen essentiële onderdelen te behouden, had het generatieve ontwerpalgoritme maximale vrijheid om een ​​uniek ontwerp te creëren dat zo licht mogelijk was. Deze methode is ook schaalbaar:elke dimensie kan worden gewijzigd, wat een reeks op maat gemaakte ontwerpbeperkingen oplevert op basis van de voorkeur van de beoogde speler.

Na het instellen van de beperkingen, stelde de generatieve ontwerpmotor in Fusion 360 een reeks oplossingen voor die de organische vormen en lijnen in de natuur nabootsen. Elke ontwerpoplossing voldeed aan de vereisten die het team had gespecificeerd, soms op onverwachte manieren.

Er werd een favoriet ontwerp gekozen en de productie begon. Storey 3D heeft een eerste prototype geprint in het Autodesk Technology Centre in Birmingham om ervoor te zorgen dat het geselecteerde ontwerp perfect functioneerde voordat het verder ging. Storey liet Baslé vervolgens zien hoe de carrosserie met een CNC-frees uit een enkel blok hout kon worden gefreesd. Van daaruit was het aan Baslé om de laatste hand te leggen met zijn vaardigheden, gereedschappen en artistieke oog.

Ontwerpen zonder beperkingen

In tegenstelling tot akoestische violen hebben de vorm en het volume van een elektrische viool bijna geen effect op het geluid van het instrument, dus elektrische violisten hebben een bijna oneindige licentie om hun viool te ontwerpen. Deze kwaliteit maakt elektrische violen - en andere elektrische instrumenten - ideaal voor generatieve ontwerpsoftware.

De GD Violin is een perfecte combinatie van menselijk vakmanschap en geavanceerde technologie. Generatief ontwerp creëerde het ontwerp op basis van parameters die waren ingesteld door Storey en Baslé, maar het vereist nog steeds de aanraking van de ambachtsman. "Hoewel de vorm van het lichaam weinig effect heeft op de akoestiek, zou het zonder Baslé's deskundige vakmanschap niet klinken zoals het klinkt", zegt Storey. De deskundige aanraking van een ervaren gitaarbouwer is nog steeds vereist om het instrument te perfectioneren.

Storey freesde het vioollichaam met behulp van een 3-assige CNC-machine, om te bewijzen dat Baslé een eenvoudige desktop CNC-machine kon gebruiken voor het frezen van hout in zijn werkplaats. Het combineren van een krachtige generatieve ontwerptool, een desktoprouter en een deskundige gitaarbouwer is een geheel nieuwe manier om een ​​elektrische viool te vervaardigen. Deze workflow overbrugt de kloof tussen het langdurige handgemaakte akoestische vioolproces en massaproductie die weinig maatwerk biedt voor de individuele speler.

Dankzij Fusion 360 kon Baslé zonder beperkingen ontwerpen en werden de fabricagekosten zo laag mogelijk gehouden. Baslé bevestigt:"Fusion 360 is een belangrijk professioneel hulpmiddel om deze viool te maken, omdat het betaalbare software is waarmee ik een hoogwaardig eindproduct kan maken en de prijs laag kan houden."

Digitale transformatie op zijn best

Het generatieve ontwerp in Fusion 360 heeft een decennia-oude methode voor het maken van een populair muziekinstrument getransformeerd. Fabrikanten, makers, ambachtslieden en vakvrouwen zijn op zoek naar nieuwe manieren om hun bedrijf uit te breiden met behulp van digitale technologie. De GD Violin is een uitstekend voorbeeld van hoe ontwerpers traditionele producten kunnen heroverwegen om digitale transformatie te benutten. Bovendien speelt het eindresultaat de mooiste muziek af.

Ontdek hoe generatief ontwerp in Fusion 360 uw workflow kan transformeren met een gratis proefversie: