Interview met expert:nTopology CEO over het bevorderen van AM-potentieel met generatieve ontwerpsoftware

Tegenwoordig beschikken ingenieurs over een arsenaal aan geavanceerde softwaretools waarmee ze complexe technische problemen in additive manufacturing kunnen oplossen. Een voorbeeld van zo'n tool is generatieve ontwerpsoftware, die krachtige berekeningen gebruikt om innovatieve ontwerpvariaties te produceren.

In combinatie met AM helpt generatief ontwerp de productiekosten te verlagen en tegelijkertijd zeer complexe, lichtgewicht constructies te creëren die moeilijk, zo niet onmogelijk, te produceren zijn met traditionele processen.

Voor meer informatie over generatieve ontwerpsoftware spraken we met Bradley Rothenberg, CEO van nTopology, het in New York gevestigde bedrijf dat technische software levert, nTop Platform, zowel voor AM als conventionele productie. We bespraken wat generatief ontwerp cruciaal maakt voor AM, software-interoperabiliteit en opwindende trends in design voor AM.

Kun je me iets vertellen over nTopology?

nTopology is een technisch softwarebedrijf en is opgericht in 2015. Het hoofdkantoor is gevestigd in New York City, in het hart van Manhattan.

In 2019 hebben we nTop Platform gelanceerd om ingenieurs in staat te stellen revolutionaire producten te ontwerpen.

Tegenwoordig wordt onze software gebruikt door honderden technische bedrijven door duizenden ingenieurs voor hun meest geavanceerde projecten in de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie, de medische sector en de consumentensector.

Hoe verschilt het nTop-platform van andere 3D-ontwerpsoftwareoplossingen die al op de markt bestaan?

nTopology heeft een heel andere benadering van hoe we geometrie weergeven, namelijk als een vergelijking in plaats van een BRep of een mesh.

Bestaande CAD-tools zijn oorspronkelijk gebouwd om tekeningen van onderdelen te maken, terwijl onze software van de grond af is opgebouwd voor het maken van onderdelen op basis van technische vereisten.

De geometrie in nTop Platform die wordt weergegeven als een vergelijking stelt ons in staat om ongelooflijk complexe geometrieën extreem snel te maken, en dan kunnen we van dat 'ontwerp' een herbruikbare workflow maken, zodat als er een ontwerpwijziging is vereist, kunnen we de vergelijking en de geometrie-updates wijzigen zonder fouten bij het opnieuw opbouwen.

Waarom zijn tools zoals topologie-optimalisatie en generatief ontwerp zo cruciaal voor het additieve fabricageproces?

Generatief ontwerp stelt de ingenieur in staat om de ontwerpruimte te verkennen op manieren die niet mogelijk zijn met handmatig vallen en opstaan. Het stelt de ingenieur ook in staat om oplossingen te verkennen die misschien niet intuïtief waren gezien hun kennis van materialen en fysica.

nTopology's benadering van generatief ontwerp stelt de ingenieur in staat elke parameter van de generatieve ontwerpvergelijking te zien en te manipuleren. Het is geen 'black box'-systeem waarbij u enkele ontwerpbeperkingen uploadt en een 'oplossing' downloadt zonder dat u kunt zien wat de geometrie aanstuurt of hoe u deze kunt wijzigen.

Wij geloven dat generatief ontwerp een hulpmiddel is om de ingenieur te helpen verkennen en ermee samen te werken, niet een oplossing met één klik.

Design for Additive Manufacturing (DfAM) ontsluit zowel nieuwe kansen als uitdagingen. Kun je enkele tips delen die ingenieurs en ontwerpers die nieuw zijn bij AM kunnen helpen om met DfAM te beginnen?

We raden aan om advies in te winnen bij degenen die het proces van adoptie van AM hebben doorgemaakt.

De industrie heeft een traject doorlopen van prototyping, vervanging van bestaande onderdelen tot daadwerkelijk ontwerp voor AM, en we zien dat de meeste van onze klanten hetzelfde traject hebben doorlopen en zich nu in de fase van ontwerp voor AM bevinden .

Het is ook belangrijk om te begrijpen dat elk proces enorm verschillende ontwerpbeperkingen heeft, dus het is cruciaal om te weten voor welk proces u ontwerpt.

Jennifer Bracken van Penn State heeft de GAPS-werkblad voor laser-poederbedfusie dat een goed voorbeeld is van het geven van een richtlijn of uw ontwerp geschikt is voor het proces. Dit dekt de geometrie, maar om een ​​business case te maken raden we je aan om advies in te winnen van iemand met ervaring.

Welke toepassingen kunnen het meeste profiteren van de combinatie van generatief ontwerp en AM?

Bij nTopology zien we de adoptie van generatief ontwerp in verschillende stromen. Een daarvan is het ontwerpen van experimenten, het uitvoeren van scripts om duizenden ontwerpen te maken om vervolgens te simuleren of fysiek te testen.

Een andere is de verkenning van oppervlaktegeometrie, zoals met topologie-optimalisatie om de afweging tussen gewicht en sterkte of stijfheid te helpen balanceren.

Het derde geval is het creëren van materiaaleigenschappen door middel van mesostructuren, of het nu gaat om botdichtheid in medische implantaten na te bootsen of om thermische eigenschappen bij warmteafvoer te optimaliseren.

Hoewel sommige hiervan door onze klanten kunnen en worden gebruikt met andere productietechnieken, leent additieve fabricage zich het beste met de toegevoegde vrijheid (of beperking) om tegelijkertijd materiaaleigenschappen en geometrie te definiëren.

Een van de problemen die we zien in het ecosysteem van 3D-printsoftware is het gebrek aan grotere interoperabiliteit. Wat zijn uw gedachten daarover?

We hebben er bij nTopology hard aan gewerkt om met zoveel mogelijk software- en hardwareleveranciers goed te spelen.

Er is niet één oplossing voor bestandsindelingen voor iedereen, maar gezien de complexiteit van de gegevens die we naar het productieproces communiceren, beschouwen we het als cruciaal om een ​​zo soepel mogelijke gegevensstroom voor onze klanten te creëren.

We hebben het 3MF-formaat aangenomen dat zeer efficiënt is in een toenemend aantal uitwisselingsscenario's en ook voor het exporteren van slice-indelingen zoals CLI en CLF, evenals Bitmap-stacks en zelfs CSV die informatie kunnen bevatten zoals lasersnelheid en power.

We accepteren ook native CAD, meshes, simulatiegegevens rechtstreeks van tools zoals ANSYS en ABACUS, evenals meer obscure en aangepaste formaten zoals voxel-rasters. En wat steeds belangrijker zal worden, is dat we toegang tot de commandoregel hebben om verbinding te maken met tools zoals ModeFRONTIER, Python en nou ja, Excel.

Gegevensuitwisseling staat centraal in alles wat we doen.

Zijn er trends in AM waar je het meest enthousiast over bent?

We zijn het meest enthousiast als we zien dat ontwerpen uit de prototype- en R&D-laboratoria naar kritieke onderdelen voor eindgebruik gaan.

We zijn verheugd te zien dat nTopology helpt bij het ontsluiten van de geometriebeperkingen waarmee ingenieurs werden geconfronteerd met traditionele CAD-systemen om producten met hogere prestaties en veel grotere efficiëntie te realiseren.

Ten slotte zijn we verheugd om de toegenomen acceptatie te zien van nieuwe benaderingen van ontwerp en engineering die de vrijheid EN beperkingen van elk van de verschillende processen in AM aanpakken.

Wat staat er in het verschiet voor nTopology?

We zijn van plan onze recente financiering te gebruiken om de ontwikkeling van nTop Platform te versnellen en onze internationale aanwezigheid in de AM-markt en daarbuiten te vergroten.

Terwijl veel van onze eerste klanten ons als hun DfAM-tool gebruikten, van onze grootste klanten gebruiken ons al voor andere productieprocessen, van het ontwerpen van spuitgietmatrijzen en het leggen van composieten tot het ponsen van miljoenen gaten in een metalen plaat.

Zijn er nog laatste gedachten die je met onze lezers wilt delen?

We willen iedereen bedanken voor al hun steun tot nu toe, we hebben zoveel geweldige feedback gehad die de routekaart voor onze softwareontwikkeling rechtstreeks heeft bepaald om ervoor te zorgen dat we helpen de maximaal mogelijke waarde uit hun geavanceerde productieprocessen te halen.

We missen jullie allemaal persoonlijk, maar als je een update wilt zien van wat we doen, bezoek dan onze site, want we houden constant elke week snelle demo's, diepere webinars met sommige van onze klanten en partners, evenals het hosten van reguliere DfAM-series waar experts van over de hele wereld aanwezig zijn op hun benadering van ontwerp voor AM.

En tot slot dank aan AMFG voor de mogelijkheid om onderwerpen te bespreken die ons na aan het hart liggen.