Autodesk Generative Design Field Lab: Vorbereitung auf die Robotik-Landschaft von morgen

Robotik-Fertigung wächst und entwickelt sich extrem schnell. Neue Chancen: kollaborative „Cobots“, Industrial IoT, vernetzte Roboter, Nischenanwendungen in kleinen & mittleren Fertigungsbetrieben.

Letzterer Trend hängt ab von der Fähigkeit, Endeffektoren schnell zu designen, damit derselbe Roboterarm im Shop für mehrere Aufgaben dient – Greifen, Bohren, Schneiden, Extrudieren. Effektoren müssen den „Sweet Spot“ aus Steifigkeit, Haltbarkeit, Gewicht treffen.

Generatives Design erfüllt all diese Ziele gleichzeitig. Im Autodesk Generative Design Field Lab erklärt Technical Innovations Manager Rossen Maltchev, warum.

„Wir helfen einem Kunden, einen Extruder für einen Roboterarm zu erstellen“, sagt er. „Hier ging es nicht um Redesign eines bestehenden Effectors, sondern Neuentwicklung von Grund auf. Lasten und gewünschter Sicherheitsfaktor waren bekannt. Generatives Design war der ideale Ansatz.“

Generatives Design kann ungewöhnliche organische Formen erzeugen – ideal für additive Fertigung. Aber es kann auch Constraints (Nebenbedingungen) erhalten, um Designs zu liefern, die auf konventionellen CNC-Maschinen fräsbar sind.

„Das Teil ist relativ simpel, man würde vielleicht nicht zuerst an generatives Design denken“, sagt Maltchev. „Aber durch Limitierung auf 2,5-Achs-Fertigung in Fusion 360 erhielten wir Designs, die sehr nah an dem lagen, was ein menschlicher Ingenieur entworfen hätte – nur viel, viel schneller.“

Während ein CAD-Designer Tage für ein Effektor-Design bräuchte, lieferte generatives Design mehrere Optionen in wenigen Stunden.

„Nicht nur schneller als menschlicher Designer; es erkundet gleichzeitig multiple Ideen“, so Maltchev. „Dazu sind die Designs vollständig FEA-validiert auf den gewünschten Sicherheitsfaktor – Sie können sicher sein: es verbiegt oder bricht nicht.“

Prozess in Fusion 360 ist geradlinig: Maltchev definierte Lasten, prüfte initiale Ideen (2,5-Achs & 3-Achs-Optionen). Nach Wahl finaler Designrichtung: 3D-Druck Prototyp für Passformprüfung am Arm. Kleines Cleanup am Design, dann erstellte Software 3D-Modell bereit für 3-Achs-Fräse.

„Wir sahen auch 3-Achs-Ideen, aber die hätten viel länger zum Fräsen gebraucht“, sagt Maltchev. „Einige Optionen etwas leichter, Unterschied aber nicht signifikant. Und die hätten Stunden mit mehreren Aufspannungen & Werkzeugsätzen gebraucht. Das 2,5-Achs-Design: ca. 30 Minuten – deutlich günstiger.“

Ein Vorteil von Fusion 360: geschätzte Fertigungszeiten & Kosten im Softwarevergleich, verschiedene Materialien testen → leichtes Bauteil mit maximaler Strukturleistung bei minimalem Kosten & maximaler Geschwindigkeit.

„Ich empfehle generatives Design mit Fertigungsconstraint für neue Teile wie diese“, sagt Maltchev. „Es minimiert Zeit für CAD-Feinschliff und maximiert Zeit für echtes Engineering.“

Das Autodesk Generative Design Field Lab in Chicago zeigt Kunden, was generatives Design ist, wie man es nutzt, wie es Fertigung verändern wird. Mehr erfahren Sie hier.

Laden Sie Fusion 360 herunter und erkunden Sie generatives Design für Ihr nächstes Projekt.