增材制造（AM），也称为3D打印，正在解开现代制造业的局限性。然而，为了充分发挥增材制造的潜力，需要新的设计工具。首先，让我们看看生成性设计工具是如何释放CAD的设计局限性的。一个独特的细观结构设计使用的生成设计参数。生成式设计是算法驱动的，可以使用各种算法。例如，工程驱动的生成式设计基于物理（有限元分析和拓扑优化），而工业设计则主要是启发式和美学驱动（例如，Voronoi图）。ParaMatters的功能生成设计技术专注于高要求的工程应用。换言之，重点是在疲劳、振动、热和其他载荷条件下的零件自主设计。通常，此类设计问题的目标是在保持部件功能性和承载一组应用载荷条件的能力的同时，最小化重量。ECOSSE发动机支座。由ParaMatters设计，AM由Renishaw设计，重量减轻35%，应力降低20%生成性设计的工作原理那么，生成性设计是如何工作的呢？确定了用户的设计目标，并首先定义了他们的设计目标，创造了他们的三维设计特征。其余的工作由ParaMatters生成式设计引擎CogniCAD完成，引擎在引擎盖下将设计空间（B-rep）离散化，并构造有限元模型（体积模型）。然后，优化过程根据有限元分析结果，在单元间迭代重新分配材料，直到其收敛。将有限元表示（体积域）中的优化结果转换回表面表示（STL和STEP）。为了获得符合3D打印机和传统CAD系统的设计，进行了曲面表示的转换。这些过程完全自动运行，不需要手动交互。在满足工程要求方面，最终设计是最佳的，可以创建一个光滑且不透水的模型，以便在CAD中进行制造或编辑。生成式设计不同于传统的设计过程，因为它不需要直接手工建模。设计是完全负载驱动的，这意味着如果负载条件改变，设计也会改变。Onshape CogniCAD工作流让我们看看Onshape和CogniCAD之间的工作流：第1步。使用Onshape绘制可用的设计域。设计域应尽可能大，不与组件的其他部分重叠：第二步。应添加非设计特性。生成性设计过程将保持这些特性不变，并将程序集导入到CogniCAD中。用户友好和直观的用户界面需要6个步骤来定义生成性设计过程，其中包括：材料性能设计和非设计体积荷载条件（力、力矩、压力、加速度、热和振动）。如果情况荷载条件未知，CogniCAD AI将建议适当的荷载条件，以根据工业应用进行稳健设计设计目标（应力和刚度约束下的质量最小化或质量约束下的刚度最大化等）。第三步。CogniCAD生成的设计是有机的、平滑的和不透水的。设计位于设计空间的边界内。设计还得到了有限元结果的支持：变形和应力。这些设计以STL文件（mesh）和STEP（B-rep）的形式提供，它们可以在Onshape中返回到装配中。 CogniCAD还对构建方向进行了优化并提出了建议，为面向添加剂制造的支撑结构设计做了准备。总之，参数生成设计是一种非常强大的技术，可以自动生成最佳和高性能的结构。用传统的工具来产生这种复杂的设计几乎是不可能的。参数化技术大大缩短了设计周期，降低了制造成本，提高了设计质量。传统CAD工具与生成式设计的结合将重塑制造业的未来。