Wie Generative Design traditionelles Handwerk in der neuen GD-Elektrogeige trifft

Generative Design in Autodesk Fusion 360 half einem Geigenbauer, eine neue Methode für Design und Fertigung von Elektrogeigen zu entwickeln.

Von Profimusikern gespielte Violinen sind handgefertigte Meisterwerke, die Wochen oder Monate Arbeit eines hochqualifizierten Geigenbauers (Luthier) erfordern. Elektrogeigen können auch handgefertigt sein, werden aber oft in Fabriken maschinell massenproduziert. Der begabte Luthier Kevin Baslé tat sich mit Autodesk zusammen, um einen neuen Fertigungsprozess für Elektrogeigen zu schaffen. Die resultierende Methode nutzt Generative Design in Autodesk Fusion 360 und vereint das Beste aus menschlichem Handwerk und digitaler Fertigungstechnologie.

Baslé designte und fertigte die GD-Geige mit Unterstützung von Ingenieuren im Autodesk Technology Center in Birmingham, UK. Baslé ist ein wahrer Handwerker, der viele akustische und elektrische Geigen handgefertigt hat – jedes individuell und einzigartig. Er begann als professioneller Schreiner und Tischler, aber seine Leidenschaft für Musik führte schließlich zur Geigenbaukarriere. Ein seltener Beruf – nur wenige europäische Länder haben Geigenbauschulen.

Das Design der akustischen Geige ist seit Jahrhunderten relativ unverändert, aber Elektrogeigen haben sich in den letzten Jahren stark weiterentwickelt, da Fertigungstechnologien gereift sind. Das ermöglicht Geigern, ihre einzigartige Persönlichkeit durch Instrumentendesign auszudrücken. Die gängigsten Materialien für Elektrogeigen heute sind Kunststoffe, Acryl und Carbonfaser. Baslé wollte zu dem Material zurückkehren, das er am besten kannte – Holz –, wegen seiner Wärme und Charakter. Aber wie konnte er Kosten und Spielbarkeit in Einklang bringen und gleichzeitig etwas wirklich Einzigartiges für seine Kunden schaffen?

Einen neuen Geigen-Designprozess entwickeln

Ein neuer Ansatz war nötig. „Wir begannen, über das Modellieren einer Elektrogeige mit KI nachzudenken, was in der Geigenbranche unerprobt war“, sagt Baslé. „Sie musste als Musikinstrument funktionieren, natürlich, aber das Design konnte komplett anders sein. Etwas, woran wir nie zuvor gedacht hatten.“

Generative Design war riskant für einen traditionellen Handwerker wie Baslé. Er wollte sicherstellen, dass das Spielerlebnis des Geigers unverändert blieb. Er wollte auch, dass der Spieler Standardbeschläge aus lokalen Geigenläden beziehen kann – wie Saitenhalter, Wirbel, Kinnstütze und Schulterstütze. „Ich wollte, dass der Spieler Beschläge nach Vorliebe wechseln kann, ohne seinen Spielstil anpassen zu müssen“, sagt Baslé.

Generative Design in Autodesk Fusion 360 erkunden

Peter Storey, Forschungsingenieur bei Autodesk, führte Baslé in Fusion 360 ein und zeigte, wie Generative Design für einen komplett neuen Weg zum Design von Elektrogeigen genutzt werden kann. Der erste Schritt war, dem Generative-Design-Algorithmus Constraints zu geben. „Wir erforschten, was das absolute Minimum für eine funktionierende Geige ist: die Stellen, an denen Saiten und Standardbeschläge befestigt werden, und die Stellen, die der Geiger beim Spielen normalerweise hält. Wir begannen, nur diese Teile in Fusion 360 zu modellieren“, sagt Storey.

Indem nur essenzielle Teile beibehalten wurden, hatte der Generative-Design-Algorithmus maximale Freiheit, ein einzigartiges Design zu erstellen, das so leicht wie möglich war. Diese Methode ist auch skalierbar – jede Dimension kann geändert werden, was einen Satz maßgeschneiderter Design-Constraints basierend auf den Präferenzen des vorgesehenen Spielers ergibt.

Nach Festlegung der Constraints schlug die Generative-Design-Engine in Fusion 360 eine Reihe von Lösungen vor, die organische Formen und Linien der Natur nachahmen. Jede Designlösung erfüllte die vom Team spezifizierten Anforderungen – manchmal auf unerwartete Weise.

Ein Favoriten-Design wurde gewählt, und die Fertigung begann. Storey 3D-druckte einen initialen Prototyp im Autodesk Technology Center in Birmingham, um sicherzustellen, dass das gewählte Design perfekt funktionierte, bevor es weiterging. Storey zeigte Baslé dann, wie der Korpus aus einem einzelnen Holzblock mit einer CNC-Fräse gefräst werden konnte. Von dort an lag es an Baslé, die Feinarbeit mit seinen Fähigkeiten, Werkzeugen und künstlerischem Auge zu erledigen.

Design ohne Constraints

Im Gegensatz zu akustischen Geigen haben Form und Volumen einer Elektrogeige kaum Einfluss auf den Klang des Instruments, sodass Elektrogeigerspieler eine nahezu unbegrenzte Lizenz zum Design ihrer Geige haben. Diese Eigenschaft macht Elektrogeigen – und andere Elektroinstrumente – ideal für Generative-Design-Software.

Die GD-Geige ist eine perfekte Kombination aus menschlichem Handwerk und fortschrittlicher Technologie. Generative Design erstellte das Design aus Parametern, die Storey und Baslé setzten, fordert aber immer noch den Handwerker-Touch. „Obwohl die Korpusform wenig Einfluss auf die Akustik hat, würde es ohne Baslés Expertenhandwerk nicht so klingen“, sagt Storey. Der Experten-Touch eines erfahrenen Luthiers ist immer noch nötig, um das Instrument zu perfektionieren.

Storey fräste den Geigenkorpus mit einer 3-Achsen-CNC-Maschine, um zu beweisen, dass Baslé einen einfachen Desktop-CNC-Router für das Fräsen von Holz in seiner Werkstatt nutzen konnte. Die Kombination aus mächtigem Generative-Design-Tool, Desktop-Router und Experten-Luthier ist ein völlig neuartiger Weg, eine Elektrogeige zu fertigen. Dieser Workflow schließt die Lücke zwischen dem langwierigen handgefertigten akustischen Geigenprozess und der Massenproduktion, die wenig Individualisierung für den einzelnen Spieler bietet.

Fusion 360 erlaubte Baslé, ohne Constraints zu designen, und hält die Fertigungskosten so niedrig wie möglich. Baslé bestätigt: „Fusion 360 ist ein wichtiges professionelles Tool für diese Geige, da es eine erschwingliche Software ist, die mir erlaubt, ein hochwertiges Endprodukte zu erstellen und den Preis niedrig zu halten.“

Digitale Transformation at its finest

Generative Design in Fusion 360 hat eine jahrzehntealte Methode der Herstellung eines populären Musikinstruments transformiert. Hersteller, Maker, Handwerker und Handwerkerinnen suchen neue Wege, ihr Geschäft mit digitaler Technologie zu erweitern. Die GD-Geige ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Designer traditionelle Produkte neu denken können, um digitale Transformation zu nutzen. Und das Endergebnis spielt die schönste Musik.

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