Diseño generativo aplicado en colaboración entre NASA y Autodesk

Por: Julián Chica, Ingeniero Consultor PLM en Ingeniería Asistida por Computador S.A.S.

1. El Proyecto

En noviembre de 2018 en el pasado evento anual Autodesk University fue lanzado el nuevo diseño concepto de vehículo interplanetario de la NASA. En conjunto con Autodesk en el Jet propulsión Laboratory (JPL) se desarrolló este nuevo concepto de vehículo que está en los planes de las nuevas misiones a Marte y las lunas de Saturno y Jupiter.

Retos como el de transportar un vehículo a 587 millones de kilómetros que es la distancia de la Tierra a Júpiter y ponerlo en funcionamiento requiere de un vehículo con una estructura fuerte, ligera y sobre todo confiable, donde, que más confiable que una estructura única sin uniones generada mediante el algoritmo de diseño generativo de Autodesk que imita la forma como evoluciona la naturaleza. A todo lo anterior, cabe agregar que estos vehículos son sometidos a altos niveles de radiación y temperaturas bajo cero.

En el proceso de diseño en lugar de analizar un número limitado de alternativas de estructura se evaluaron cientos de alternativas en un tiempo muy razonable. De esta manera se garantizó que la geometría seleccionada para los prototipos fuera la de mejores prestaciones.

2. El papel del diseño generativo

Para quienes leen por primera vez acerca de diseño generativo les recomiendo la lectura de dos de mis artículos anteriores donde se aborda desde una perspectiva explicativa los términos de Diseño Generativo y Manufactura Aditiva

• https://blog.acaddemia.com/manufactura-aditiva-primera-parte-aclarando-para-todos-que-es-manufactura-aditiva-y-que-procesos-pertenecen-a-la-categoria-manufactura-aditiva/
• https://blog.acaddemia.com/manufactura-aditiva-segunda-parte-participacion-activa-de-herramientas-cad-en-procesos-de-manufactura-aditiva/

Para quienes están familiarizados con la terminología es bueno recordar que, en el diseño generativo a diferencia de la optimización topológica, el software explora diferentes permutaciones solución generando rápidamente alternativas de diseño. Los parámetros que participan como variables en el proceso de diseño generativo son: materiales, métodos de manufactura y restricciones de costo. El diseño generativo valida con simulación cada iteración (solución) y aprende de ella para generar las siguientes. Por esto es muy importante resaltar que entre más alternativas pueda generar será mucho mejor debido al proceso de aprendizaje del software de la simulación de cada iteración.

En términos de resultados, el prototipo resultado del proceso de diseño generativo tuvo una reducción en el peso de la estructura del 35% comparado con el diseño del cual se comenzó. En la fabricación se utilizaron tecnologías de impresión 3D (manufactura aditiva), fresado CNC y fundición. Todo esto llevó a la construcción de este prototipo que es el inicio para NASA de una nueva forma de concepción de artefactos para su carrera espacial.

Este no es el único proyecto que NASA está trabajando en colaboración con Autodesk. Actualmente también se encuentran explorando otra forma de poblar otros lugares ya no pensando en llevar materiales de construcción para construir allá sino llevando tecnologías de impresión 3D para aprovechar los recursos naturales del lugar de destino.

3. La solución de Autodesk: Autodesk Generative Design

Autodesk Generative Design es software de Autodesk creado para asistir el diseño de productos, permitiendo crear soluciones para la manufactura y construcción. En Generative Design no es obligatorio tener un modelo a optimizar, basta con establecer las fronteras geométricas donde el componente va a ejercer su función y Generative Design comenzará a entregar alternativas de producto con las condiciones de servicio esperadas.

Bibliografía del artículo:

• http://govdesignhub.com/2019/01/17/using-generative-design-to-create-the-nasa-interplanetary-lander/#.XE71OlVKjcu
• https://www.autodesk.com/solutions/generative-design
• Imágenes cortesía de Autodesk

Si le interesa como funciona Autodesk Generative Design y como se integra completamente con la manufactura aditiva esperamos que nos contacten para que les contemos como con estas tecnologías puede mejorar su productividad. Contáctanos en el teléfono +574 2656868 (Colombia) ext 305 y/o escribiendo al correo info@iac.com.co.

Autor: Julián Chica Gómez, Ingeniero Consultor PLM Julián Chica Gómez, Ingeniero de Diseño de Producto, certificado como Instructor de Autodesk ACI y certificado MCAD Data Management in Windchill. Julián hace parte de nuestro equipo de IAC y Acaddemia en temas relacionados con CAD, CAE, CAM, PDM y PLM.

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