Desain Generatif, Pembuatan Prototipe, dan Penggilingan CNC
Dari kemampuan hingga biaya, kebutuhan ruang, dan kekhawatiran akan kebisingan, getaran, pemborosan, dan efisiensi energi, kemampuan untuk mengisolasi dan bertindak sesuai kebutuhan spesifik operasi Anda bisa jadi rumit.
Hal ini terutama berlaku saat manufaktur berkembang dan proses baru seperti desain generatif menjadi pusat perhatian, menawarkan lebih banyak kerumitan untuk dipertimbangkan.
Modern Machine Shop baru-baru ini melaporkan bahwa,
Mari pelajari lebih lanjut tentang perkembangan mutakhir ini dan bagaimana desain generatif dapat bekerja selaras sempurna dengan penggilingan CNC di lab prototipe Anda.
Asal usul Desain Generatif
Desain generatif mengganggu cara manufaktur dilakukan dari sudut pandang praktis dan filosofis – dengan perspektif yang berakar pada apresiasi terhadap alam dan evolusi, khususnya.
“Evolusi telah, selama miliaran tahun, menyempurnakan spesies hewan dan tumbuhan yang menghuni planet ini, membuang desain yang kurang optimal demi desain yang dapat bertahan dan berkembang,” tulis Rani Richardson untuk Industry Week.
Dalam mengejar proses serupa yang disempurnakan, Richardson bertanya, “Bagaimana jika desain evolusioner dapat ditiru menggunakan metode berbasis sains? Dan bagaimana jika proses itu bisa dipercepat untuk diselesaikan dalam hitungan menit dan detik, bukan bertahun-tahun atau ribuan tahun?”
Masuki desain generatif, “yang menggunakan pembelajaran mesin untuk menghindari pendekatan evolusioner dan memotong langsung ke bentuk yang optimal”.
Dengan berinovasi dalam proses membawa prototipe ke produksi:
Filosofi baru ini mendapatkan daya tarik, berkat Kecerdasan Buatan dan proses desain yang dirancang ulang. Pada intinya, proses desain “biasanya merupakan serangkaian penyempurnaan reduktif, melihat ringkasan desain dalam cakupan yang lebih luas dan mempersempitnya hingga solusi terbaik ditemukan”.
Integrasi Kecerdasan Buatan ke dalam desain generatif telah mengubah cara pembuatan prototipe dapat dicapai – memungkinkan hasil yang lebih beragam daripada yang pernah direalisasikan sebelumnya.
Menurut Pekan Industri:
Mempertimbangkan momentum yang tak terbantahkan ini, di mana desain generatif cocok dengan model manufaktur Anda?
Apa Arti Desain Generatif bagi Produsen?
Manufaktur modern secara konsisten ditantang oleh permintaan konsumen untuk produk yang lebih baik yang dapat dikirim ke pasar lebih cepat dari sebelumnya. Kebutuhan akan kecepatan ini, dikombinasikan dengan pengejaran tanpa henti untuk mendapatkan produk yang lebih baik, dapat membebani proses manufaktur.
Masukkan keuntungan Kecerdasan Buatan yang melekat dalam desain generatif:“Tetapi, seperti banyak aplikasi kecerdasan buatan modern, gagasan dasarnya adalah ini:jika Anda mengumpulkan cukup tenaga kuda komputasi, jaringan Anda mampu menyelesaikan banyak iterasi tugas yang sangat kompleks dengan sangat cepat. ”
Agar tetap kompetitif dan melindungi keuntungan mereka, semakin banyak produsen semakin mengandalkan desain generatif sebagai strategi utama yang memungkinkan “insinyur dan desainer sama-sama mendekati masalah desain dengan cara yang lebih inovatif dan efisien. Pada akhirnya, ini mempersingkat proses desain dan pembuatan prototipe serta mempercepat waktu yang dibutuhkan produk inovatif untuk memasuki pasar.”
Apa yang Sebenarnya Dihasilkan Desain Generatif?
Pertanyaan yang lebih baik mungkin, apa yang tidak dihasilkannya?
Desain generatif memiliki implikasi yang menggembirakan untuk berbagai bidang vertikal termasuk aeronautika, otomotif, dan pertahanan.
Sementara industri manufaktur memproyeksikan aplikasi tambahan untuk pemikiran desain yang disempurnakan ini, "Ada banyak contoh di mana alat-alat ini sudah digunakan saat ini, dari barang-barang rumah tangga seperti kursi, hingga desain industri sasis mobil dan partisi pesawat."
Untuk industri kedirgantaraan dan otomotif, “desain generatif membantu para insinyur mencapai tujuan seperti meminimalkan berat bagian, memaksimalkan kekakuan, mengurangi biaya, dan mengoptimalkan penggunaan material. Penggunaan desain generatif dapat mengurangi berat komponen dari hingga 30% menggunakan manufaktur tradisional menjadi 70% menggunakan manufaktur aditif.”
Dari sudut pandang barang konsumen, kita sudah melihat berbagai produk yang sangat dikenal tersedia di pasar dengan desain generatif. Kabar baik jika lab pembuatan prototipe Anda melayani klien yang membuat produk ini.
Apa jenis produk konsumen, khususnya?
“Yah, produk konsumen yang dibuat dengan desain generatif sudah masuk ke rak kami dalam bentuk sepatu kets Adidas dan nozel blender Vitamix, dan kami akan mengharapkan lebih banyak produk untuk mengikuti dalam bentuk barang olahraga, kasing ponsel, dan peralatan rumah tangga.”
Tapi itu benar-benar puncak gunung es:“Hampir tidak ada batasan untuk apa yang dapat dibuat oleh desain generatif. Berbasis pada desain alam, desain generatif hampir merupakan representasi dari desain yang datang dari lingkaran penuh.”
Apa yang Dijanjikan Desain Generatif untuk Pembuatan Prototipe In-house?
Desain generatif menghadirkan lebih banyak kemungkinan untuk pembuatan prototipe daripada yang dapat disediakan oleh proses tradisional. Untuk memulai, desain generatif memberi Anda kekuatan untuk meningkatkan kuantitas dan kualitas prototipe yang Anda hasilkan, berdasarkan spesifikasi desain dan kebutuhan produk.
Potensi untuk Prototipe yang Lebih Baik
Daripada mengandalkan satu solusi atau prototipe, produsen kini dapat memetik manfaat dari presisi desain yang lebih baik untuk solusi klien yang lebih kuat:
Desain generatif menciptakan ribuan kemungkinan solusi untuk suatu produk – berdasarkan kriteria dan tujuan yang ditetapkan oleh perancang – dan menghasilkan geometri dan bentuk yang biasanya membutuhkan waktu berhari-hari, jika tidak berbulan-bulan, untuk dikembangkan secara manual… Proses ini memastikan perancang atau insinyur memilih satu desain yang memenuhi tujuan terpenting dari desain khusus mereka.
Dalam hal solusi strategis yang didukung secara ilmiah, desain generatif menawarkan opsi yang lebih menarik dan, “Opsi ini sering kali menyertakan geometri tidak konvensional yang kemungkinan besar tidak akan pernah dibuat oleh perancang manusia – geometri yang berkinerja lebih baik daripada rekan mereka yang lebih konvensional.”
Dari perspektif operasi, prototipe yang lebih baik ditambah kinerja yang lebih baik sama dengan produk yang lebih baik. Untuk seorang desainer, desain generatif adalah integrasi kecerdasan buatan ke dalam set alat mereka; dengan demikian, memungkinkan metode baru untuk memecahkan dilema desain terberat, dan yang lebih penting, mempercepat produk ke pasar.
Faktor Manusia Memenuhi Desain Generatif
Tentu saja, hampir semua penyebutan Kecerdasan Buatan di bidang manufaktur atau industri lain secara otomatis menimbulkan kekhawatiran bahwa robot menggantikan manusia dan bahwa proses seperti desain generatif akan segera menghilangkan kebutuhan akan tenaga kerja manusia.
Memang, desain generatif diproyeksikan untuk mengubah lanskap manufaktur selama sepuluh tahun ke depan.
Menurut Bryce Heventhal, Manajer Pemasaran Teknis untuk Autodesk, Inc,
Perhatikan komponen penting dari kalimat itu:insinyur manusia.
Faktanya, “Ada satu hal yang ingin ditekankan Heventhal tentang desain generatif—ini tidak dimaksudkan untuk menggantikan pekerja manusia. Sebaliknya, dia mengatakan kecerdasan buatan adalah mekanisme yang berharga untuk memperluas, dengan urutan besarnya, kemampuan para insinyur dan desainer untuk menguji desain baru dan memasukkannya ke dalam produk yang mereka buat.”
Sederhananya, "Mereka masih membuat keputusan," kata Heventhal. “Kami hanya memberi mereka alat yang lebih baik untuk membuat keputusan itu. Itu tidak akan menggantikan pekerjaan, itu akan menambah pekerjaan.”
Dari sudut pandang evolusi manusia, ini seperti menelusuri perkembangan manusia purba hingga modern dan penggunaan alat-alat yang belum sempurna dan akhirnya aplikasi lanjutan. Desain generatif hanyalah babak terbaru dari manusia yang memanfaatkan teknologi:
“Pemikiran desain tidak akan hilang, itu berkembang untuk memanfaatkan alat modern. Dengan cara yang sama seorang tukang kayu menggunakan bor listrik dan bukan bor tangan, desainer produk dan insinyur masa depan perlahan-lahan akan meninggalkan proses manual.”
Menyeimbangkan Kompleksitas dengan Kemampuan Manufaktur
Salah satu kekhawatiran yang datang dari bagian yang dirancang secara generatif adalah tingkat kerumitannya untuk dibuat. Tidak jarang mendengar bagian desain generatif digambarkan sebagai "alien", "organik", atau "aneh".
Untungnya, estetika datang jauh dari fungsionalitas; namun, hal itu menimbulkan tingkat kerumitan untuk proses manufaktur – dengan banyaknya permukaan yang dipahat, proses pembuatan bagian desain generatif bisa memakan waktu lama, dan tidak efisien.
Untungnya, kelahiran desain generatif bertepatan dengan kemajuan dalam proses manufaktur. Terutama, kemajuan dalam manufaktur aditif selama dekade terakhir telah mempercepat kemampuan printer 3D, sekaligus mengurangi biayanya. Namun, ada batasannya – terutama ketika presisi tinggi dibutuhkan. Meskipun hal ini terus meningkat di bidang manufaktur aditif, saat ini lab prototipe tidak terjangkau karena tingginya biaya di muka dan biaya pemeliharaan.
Di dunia manufaktur subtraktif, permesinan CNC 5-sumbu telah menjadi lebih luas, dengan lebih banyak merek yang menawarkan peralatan yang mumpuni dan lebih banyak perangkat lunak dari sebelumnya untuk membantu menciptakan jalur pahat kompleks yang diperlukan untuk membuat bagian desain generatif.
Namun, seperti apa pun, ada kekurangannya.
Karena kontrolnya yang menuntut, mesin 5-sumbu memerlukan tingkat keterampilan yang lebih tinggi dari operator dan pemrogram. Selain itu, untuk melindungi investasi di pabrik 5-sumbu, perangkat lunak kedua sering direkomendasikan untuk mensimulasikan jalur pahat guna memeriksa tabrakan.
Selain itu, mesin 5-sumbu bisa menjadi sangat mahal. Ini melekat pada desainnya – setiap kali sumbu dimasukkan ke mesin penggilingan, lebih banyak area kerja yang dikorbankan – selanjutnya, bahkan mesin 5-sumbu dengan amplop kerja kecil bisa sangat besar. Situasinya tidak ideal maka ketika bagian desain generatif besar perlu digiling - tidak berlebihan untuk menyatakan bahwa mesin yang diperlukan dapat menelan biaya lebih dari 7 angka sebelum biaya perkakas. Bahkan perkakas khusus dalam hal ini untuk dapat mencapai fitur yang mendalam dan rumit di bagian yang dirancang secara generatif.
Sementara cukup uang dapat memecahkan masalah ini, sebagian besar laboratorium prototipe lebih suka membuat suku cadang dengan alat yang mereka miliki, dan kebanyakan dari mereka memiliki pabrik 3-sumbu, bukan 5. Untungnya, tim di Autodesk, produsen Fusion 360, memperhatikan teka-teki ini.
Dengan kendala manufaktur, pengguna dapat menentukan dengan tepat bagaimana mereka akan menghasilkan produk akhir mereka – baik itu dengan pencetakan 3D, atau metode yang tepat dari mesin CNC yang mereka miliki (2,5, 3, 4, atau penggilingan CNC 5-sumbu). Dengan memperkenalkan data ini di awal, algoritme program dapat membuat bentuk yang bekerja dengan sempurna dengan konfigurasi mesinnya. Dengan tambahan kemampuan ini, Autodesk telah menemukan cara untuk membuat desain generatif mudah didekati dan praktis untuk khalayak seluas mungkin.
Jadilah Bagian dari Evolusi
Pada akhirnya, desain generatif adalah perkembangan yang menarik bagi produsen, belum lagi berbagai vertikal, dan konsumen, karena:“Kapasitas AI dan alat desain generatif untuk mendorong inovasi dan efisiensi akan melihat adopsi mereka di berbagai industri. Mereka akan menjadi kolaborator baru dalam proses desain, meningkatkan peran desainer dan insinyur, serta menciptakan produk yang belum pernah kita lihat sebelumnya.”
