Los
ingenieros automotrices de General Motors han sido pesos pesados en el
diseño de vehículos ligeros durante años. Justo desde 2016, GM ha
lanzado 14 nuevos modelos de vehículo con una
reducción de masa total de más de 5,000 libras, o más de 350 libras por vehículo. Mientras más ligero sea el automóvil,
menos combustible utilizará, menos carbón emitirá y más dinero ahorrará el usuario. Cosas realmente muy importantes.
Ahora, para empujar
los límites de su siguiente generación de vehículos ligeros, el
fabricante de automóviles, GM, se está asociando con Autodesk para
utilizar una combinación de diseño generativo y manufactura
aditiva como tecnologías clave para desarrollar automóviles y camiones
futuros, incluyendo sus vehículos de propulsión alternativa y cero
emisiones. De acuerdo con
el anuncio reciente de
GM anunció, se está convirtiendo en el
primer fabricante de coches importante en Norteamérica en adoptar el software de diseño generativo de Autodesk, para ir más allá de la reducción de peso que es posible mediante técnicas tradicionales de optimización de diseño.
El Diseño generativo es
una tecnología de exploración de diseño que utiliza algoritmos basados en Inteligencia Artificial
para generar simultáneamente múltiples soluciones válidas basadas en límites de manufactura del mundo real
y requerimientos del desempeño de productos, como fortaleza, peso,
materiales y más. Los ingenieros pueden explorar y elegir a partir de
muchas
más opciones de diseño ya listas para manufactura, en forma mucho más
rápida de la que hubiese sido concebida anteriormente. Se liberan de
tareas de diseño repetitivas, para que se puedan enfocar en decisiones
de mayor valor, como maximizar el desempeño de
las partes.
“Esta
tecnología disruptiva proporciona avances tremendos en la forma en la
cual podemos diseñar y desarrollar componentes para nuestros vehículos
futuros, para hacerlos más ligeros y más eficientes,
dice Ken Kelzer, Vicepresidente de Componentes y Subsistemas Globales
de Vehículos de GM. “Cuando juntamos la tecnología de diseño con los
avances en manufactura, como impresión 3D, nuestro enfoque al desarrollo
de vehículos se transforma completamente y es
fundamentalmente diferente, para crear conjuntamente con la computadora
en maneras que simplemente no pudimos haber imaginado antes.”
En un proyecto inicial de prueba de concepto, los ingenieros de
GM y Autodesk, trabajando conjuntamente en el Centro de Tecnología de GM en Warren, Michigan,
utilizaron el diseño generativo para concebir nuevamente un componente de vehículo pequeño, pero importante:
el soporte del asiento en dónde los cinturones de seguridad se sujetan.
El software produjo más de 150 opciones de diseños válidos en base a
los parámetros que los ingenieros establecieron, como puntos de conexión
requeridos, fortaleza y masa.
Se enfocaron en un nuevo diseño, cuya estructura orgánica ningún humano pudo haber concebido por sí solo. Es
40%más ligero y 20%más fuerte que la parte original.
También demuestra otro beneficio importante del diseño generativo.
La consolidación de partes. La nueva parte consolida ocho componentes diferentes en una sola parte impresa en 3D.
Hablando de la impresión en 3D,
GM ha sido un líder en manufactura aditiva por más de 30 años y presume uno de los arsenales de impresión 3D más exhaustivos de la industria automotriz. GM
corre más de 50 máquinas de prototipos rápidos que han producido más
de 250,000 partes prototipo a lo largo de los últimos 10 años.
“Con
nuestra larga experiencia en manufactura aditiva, vemos oportunidades
increíbles para el diseño generativo. El soporte del asiento es sólo una
pequeña demostración de las mejoras potenciales en masa
y en fortaleza cuando aplicamos estas tecnologías a muchas de las más
de 30,000 partes en nuestros vehículos. Quizás, aún más espectaculares
son las transformaciones de largo alcance que podemos imaginar conforme
nos movemos a una era de vehículos eléctricos
y autónomos," comentó Kevin Quinn, Director de Manufactura Aditiva de
GM.
Este proyecto del
soporte del asiento es sólo el comienzo de una alianza enfocada en
innovación multianual para GM y Autodesk. Las dos compañías colaborarán
en proyectos adicionales que involucren el
diseño generativo, manufactura aditiva y ciencia de materiales.
Ejecutivos e ingenieros participarán en una serie de proyectos en sitio
para intercambiar ideas, aprendizajes y experiencias. Por ejemplo, en el
mes de marzo, dos ingenieros de GM participaron
en una residencia de diseño generativo de dos semanas en el centro de
tecnología Pier 9 de
Autodesk.
Los ingenieros
de GM Mike Van De Velde y Paul Wolcott en el laboratorio de manufactura
adictiva Pier 9 de Autodesk en San Francisco.
GM también tiene
acceso bajo demanda a los especialistas técnicos de Autodesk y a su
portafolio completo de software. GM ya está utilizando Fusion
360* para acceso a la tecnología de diseño generativo, Netfabb para
optimización de celosías y simulación aditiva de metales, lo cual ayuda
a evitar problemas como distorsión de calor, contracción y propagación
de grietas durante impresión 3D, así como Alias, Recap
Pro y Meshmixer.
“El
diseño generativo es el futuro de la manufactura y GM es un pionero en
utilizarla para aligerar el peso de sus vehículos futuros,”
dijo Scott Reese, Vicepresidente Senior de Autodesk para Productos de
Manufactura y Construcción. “Pero los beneficios para GM van mucho más
allá de aligerar el peso de los vehículos. Lo que realmente significa
para el
diseño generativo de tecnologías basadas es la capacidad de
consolidar muchas partes en una y la capacidad de comprimir
dramáticamente el proceso del desarrollo de productos. Los
ingenieros obtienen cientos de opciones de diseño listas para
manufactura
que nunca hubiesen podido generar manualmente y esto ocurre en una
fracción del tiempo que tomaría validar un solo diseño en la forma
antigua. GM puede aprovechar esos beneficios ahora para partes como el
soporte del asiento y ya están viendo el potencial
a más largo plazo para transformar la experiencia del consumidor para
sus vehículos.”
GM puede imaginar un
futuro en donde el reducir el peso del vehículo y el material no tan
sólo ahorre gasolina y dinero para el usuario, pero también puede
extender el rango de los automóviles eléctricos
y generar más espacio en los interiores para que lo disfruten los
pasajeros. Como GM nota en su anuncio de prensa, estas nuevas
tecnologías pueden proporcionarles a los "diseñadores de vehículos un
lienzo en dónde pueden explorar diseños y formas que no se
han visto hasta hoy.”
“GM tiene una historia
increíble de innovación. Mediante nuestra colaboración, estamos
aprovechando la herencia de GM e introduciendo nuevas tecnologías a la
mezcla para estimular más aún esa cultura
de innovación,” dijo Mike Grau, un ingeniero de Autodesk que está
trabajando con el equipo de ingeniería automotriz en Warren, Michigan.
“GM está dando un paso audaz hacia el futuro. No puedo esperar a ver los
avances increíbles a sus vehículos que van a surgir
de nuestra alianza.”
* Fusion 360 en el nivel Ultimate incluye disponibilidad comercial de la tecnología de diseño generativo de Autodesk.
Lea la publicación del blog (en inglés) del 24 de abril aquí.
