El laboratorio de diseño generativo de Autodesk prepara el futuro de la robótica

La fabricación robótica sigue creciendo y evolucionando a un ritmo extremadamente rápido. Nuevas oportunidades incluyen "cobots" colaborativos, IoT industrial, robots conectados y aplicaciones de nicho en operaciones de fabricación pequeñas y medianas.

Esta última tendencia de fabricación robótica depende de la capacidad de diseñar efectores finales rápidamente para que el mismo brazo robótico pueda usarse para múltiples tareas en un taller, ya sea para recoger objetos, taladrar, cortar o extruir material. Los efectores también deben diseñarse para alcanzar un "punto óptimo" de rigidez estructural, durabilidad y peso.

El diseño generativo puede cumplir todos estos objetivos al mismo tiempo. En el Laboratorio de Diseño Generativo de Autodesk, el Gerente de Innovaciones Técnicas Rossen Maltchev explicó por qué es así.

"Estamos ayudando a un cliente a crear un extrusor que se montará en un brazo robótico", dice. "En este caso, no estábamos rediseñando un efector existente, sino creando uno desde cero. Conocíamos las cargas y sabíamos qué factor de seguridad queríamos. El diseño generativo fue un enfoque ideal."

De hecho, puedes usar diseño generativo para crear formas orgánicas inusuales que son más adecuadas para fabricación aditiva. Sin embargo, también se les puede instruir (o "restringir") para producir diseños que se puedan fresar en una máquina CNC convencional.

"Esta es una pieza relativamente simple, así que quizás no pienses en usar diseño generativo al principio", dice Maltchev. "Pero al limitar Fusion 360 a fabricación de 2.5 ejes, obtuvimos diseños que estaban muy cerca de lo que un ingeniero humano habría ideado, solo mucho, mucho más rápido."

Mientras que a un diseñador trabajando en CAD le podría tomar unos días desarrollar un diseño para el efector, el diseño generativo presentó múltiples opciones en solo unas horas.

"No solo es más rápido que un diseñador humano; puede explorar múltiples ideas simultáneamente", dice Maltchev. "Además, los diseños que produce están completamente validados por FEA al factor de seguridad deseado, así que puedes estar seguro de que no se doblará ni romperá."

El proceso en Fusion 360 es sencillo. Maltchev caracterizó las cargas y revisó las ideas iniciales, incluyendo opciones de 2.5 ejes y 3 ejes. Después de seleccionar una dirección de diseño final, Maltchev imprimió en 3D un prototipo para asegurar un ajuste adecuado en el brazo. Hizo una pequeña limpieza al diseño, y luego el software creó un modelo 3D listo para entrega a una fresadora de 3 ejes para mecanizado.

"Vimos algunas ideas con restricción de 3 ejes también, pero habrían tomado mucho más tiempo mecanizar", dice Maltchev. "Algunas de las opciones pesaban ligeramente menos, pero la diferencia no era significativa. Y esos diseños habrían tomado varias horas fresar con múltiples configuraciones y juegos de herramientas. El diseño de 2.5 ejes tomó unos 30 minutos, así que fue mucho menos costoso de fabricar."

De hecho, señala Maltchev, una ventaja de Fusion 360 es la capacidad de comparar tiempos y costos de fabricación estimados desde dentro del software y probar varios materiales para diseñar un componente ligero que maximice el rendimiento estructural a costo mínimo y máxima velocidad.

"Realmente recomiendo usar diseño generativo con una restricción de fabricación para piezas nuevas como esta", dice Maltchev. "Minimiza el tiempo que pasas ajustando diseños en CAD y maximiza el tiempo que pasas en ingeniería real."

El Laboratorio de Diseño Generativo de Autodesk está ubicado en Chicago y fue diseñado para mostrar a nuestros clientes qué es el diseño generativo, cómo puedes usarlo y cómo cambiará el futuro de la fabricación. Aprende más aquí.

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