Hoe generatief ontwerp traditionele ambachtelijkheid ontmoet in de nieuwe GD Elektrische Viool

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

Violen gespeeld door professionele muzikanten zijn handgemaakte meesterstukken, die weken of maanden werk vereisen van een hooggeschoolde luthier (vioolbouwer). Elektrische violen kunnen ook handgemaakt zijn, maar machines produceren ze vaak in fabrieken in massa. Getalenteerde luthier Kevin Baslé werkte samen met Autodesk om een nieuw productieproces voor elektrische violen te creëren. De resulterende methode gebruikt generatief ontwerp in Autodesk Fusion 360 en combineert de beste delen van menselijk ambacht en digitale productietechnologie.

Baslé ontwierp en maakte de GD-viool met de hulp van ingenieurs bij het Autodesk Technology Center in Birmingham, UK. Baslé is een echte kunstenaar die veel akoestische en elektrische violen handmatig heeft gemaakt, elk custom-gebouwd en uniek. Hij begon als professionele timmerman en timmeraar, maar zijn interesse in muziek leidde uiteindelijk tot een carrière in vioolbouw. Het is een zeldzaam beroep—alleen een select paar Europese landen hebben een vioolbouwschool.

Het ontwerp van de akoestische viool is eeuwenlang relatief onveranderd gebleven, maar elektrische violen hebben zich in recente jaren sterk ontwikkeld naarmate productietechnologieën volwassen werden. Dit stelt violisten in staat om hun eigen unieke persoonlijkheid uit te drukken door instrumentontwerp. De meest voorkomende materialen voor elektrische violen vandaag zijn kunststoffen, acryl en koolstofvezel. Baslé wilde terugkeren naar het gebruik van het materiaal dat hij het beste kende, hout, vanwege de warmte en karakter. Maar hoe kon hij kosten en speelbaarheid balanceren terwijl hij iets echt unieks voor zijn klanten creëerde?

Een nieuw vioolontwerpproces ontwikkelen

Een nieuwe aanpak was nodig. „We begonnen te denken over het modelleren van een elektrische viool met AI, wat onbewezen was in de vioolindustrie,” zegt Baslé. „Het moest functioneren als een muziekinstrument, natuurlijk, maar het ontwerp kon volledig anders zijn. Iets wat we nooit eerder hadden bedacht.”

Generatief ontwerp was riskant voor een traditioneel ambachtsman als Baslé om te proberen. Baslé wilde ervoor zorgen dat de violistervaring onveranderd bleef. Hij wilde ook dat de speler standaard accessoires van lokale violawinkels kon halen, zoals de staartstuk, draaipennen, de kinsteun en schoudersteun. „Ik wilde dat de speler accessoires kon veranderen volgens wat ze prefereren, zonder hun speelstijl aan te hoeven passen,” zegt Baslé.

Generatief ontwerp verkennen in Autodesk Fusion 360

Peter Storey, een onderzoekingenieur bij Autodesk, introduceerde Baslé aan Fusion 360 en toonde hem hoe generatief ontwerp gebruikt kan worden voor een volledig nieuwe manier om elektrische violen te ontwerpen. De eerste stap was het geven van een aantal constraints aan de generatieve ontwerpalgoritmes om mee te werken. „We verkenden wat het absolute minimum is wat een viool nodig heeft om te functioneren: de plekken waar de snaren en standaardaccessoires bevestigen en de plekken waar de violist normaal zou vasthouden tijdens het spelen. We begonnen met het modelleren van alleen deze delen in Fusion 360,” zegt Storey.

Door alleen essentiële delen 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 gewijzigd worden, wat resulteert in een set bespoke ontwerpconstraints gebaseerd op de beoogde speler's voorkeur.

Na het instellen van de constraints, stelde de generatieve ontwerpmotor in Fusion 360 een reeks oplossingen voor die de organische vormen en lijnen in de natuur namaken. Elk ontwerpoplossing voldoeg aan de eisen die het team specificerde—soms op onverwachte manieren.

Een favoriet ontwerp werd gekozen, en productie begon. Storey 3D-printte een initieel prototype bij het Autodesk Technology Center in Birmingham om ervoor te zorgen dat het geselecteerde ontwerp perfect functioneerde voordat ze verdergingen. Storey toonde Baslé vervolgens hoe de body uit een enkel blok hout gefreesd kon worden met een CNC-freesmachine. Daarvandaan was het aan Baslé om de afwerkende details toe te voegen met zijn vaardigheden, tools en artistieke oog.

Ontwerpen zonder constraints

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

De GD-viool is een perfecte combinatie van menselijk ambacht en geavanceerde technologie. Generatief ontwerp creëerde het ontwerp vanuit parameters ingesteld door Storey en Baslé, maar het vereist nog steeds de ambachtsman's aanraking. „Hoewel de vorm van de body weinig effect heeft op de akoestiek, zonder Baslé's expert ambacht zou het niet zo klingen als het doet,” zegt Storey. De expert touch van een ervaren luthier is nog steeds vereist om het instrument te perfectioneren.

Storey freezde de vioolbody met een 3-as 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 krachtig generatief ontwerptool, een desktop-router en een expert luthier is een volledig nieuwe manier om een elektrische viool te produceren. Deze workflow overbrugt de kloof tussen het langdurige handgemaakte akoestische vioolproces en massaproductie die weinig customisatie biedt voor de individuele speler.

Fusion 360 stelde Baslé in staat om zonder constraints te ontwerpen, en houdt de productiekosten zo laag mogelijk. Baslé bevestigt „Fusion 360 is een belangrijk professioneel tool om deze viool te maken omdat het een betaalbare software is die me in staat stelt een hoogwaardig afgewerkt product te maken, en de prijs laag te houden.”

Digitale transformatie op zijn best

Generatief ontwerp in Fusion 360 heeft een decennia-oude methode van het maken van een populair muziekinstrument getransformeerd. Fabrikanten, makers, ambachtslieden en ambachtsvrouwen zoeken nieuwe manieren om hun business uit te breiden met digitale technologie. De GD-viool is een uitstekend voorbeeld van hoe ontwerpers traditionele producten kunnen herdenken om digitale transformatie te benutten. Plus, het eindresultaat speelt de mooiste muziek.

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