創成式設計將激發設計師通過手動建模不易獲得的思想靈感，創造出擁有不尋常的複雜幾何結構設計作品。3D列印技術由於可以將複雜的設計轉化為現實，註定已成為創成式設計的「好夥伴」。
其中人工智慧會針對工程師設置的參數和功能目標優化設計。工程師設置載荷，材料約束和邊界條件，確定其功能目標，通過創成式算法優化設計空間內的材料布局，以滿足這些工程師設置的目標並最大化性能。本期，3D科學谷與谷友通過創成式設計的一些案例，來領略創成式Generative時代的到來！本期Highlight的軟體工具是歐特克-Autodesk 的 Fusion 360 Generative Design Extension創成式設計軟體。
根據3D科學谷，與基本拓撲優化相比，創成式設計的主要優勢之一是能夠針對不同的製造技術進行優化。創成式設計與仿真結合的力量不止於製造優化，這種方法還可以圍繞各種功能目標進行優化，包括材料、強度、傳熱、流體動力學和重量。而且，從純粹的商業角度來看，附加到實時市場信息的創成式設計方法可以考慮成本約束。最後，創成式式設計會找到能夠最有效地平衡這些相互約束目標的解決方案。
創成式設計
3D科學谷白皮書
/ 更可持續
歐特克-Autodesk 的 Fusion 360 Generative Design Extension創成式設計作為Fusion 360 CAD 軟體的可選擴展提供，迅速成為產品設計師和工程師的熟悉的創成式設計解決方案，可根據製造約束、成本和需求同時生成多個解決方案，從而實現快速設計探索， 滿足產品性能要求。 一個經典的案例是創成式設計的太空著陸器。
Autodesk 的Fusion 360 Generative Design Extension 使用戶能夠選擇和比較零件的製造方法（CNC 加工、壓鑄、3D 列印等），並查看每種方法適用於零件加工方法的限制條件。
通過軟體，用戶還可以優先考慮輕量化、零件整合和材料探索等屬性，以找到可能滿足需求的更具可持續性的材料。Fusion 360 Generative Design Extension還具有成本比較功能，以發現製造成本節約的零件設計。
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將創成式設計與製造無縫結合，此前，歐特克就發布了創成式設計的2.5軸*版本，主要用於生成突破銑削約束的設計。這使得Fusion 360用戶能夠將3D列印與傳統的CNC銑削實現更好的結合。
/ 內置的設計可製造性
通過Autodesk Fusion 360提供的創成式設計功能，設計可製造性是內置的。增材製造和3軸以及5軸銑削加工之間具有各自的特點，這些特點使得這兩者之間似乎隔了難以逾越的「鴻溝」，歐特克創成式設計的2.5軸版本使得任何擁有數控銑床的人都可以隨意使用這種「折衷」的設計來進行加工。
除了可以直接訪問Fusion 360基於雲的創成式設計，高級仿真模擬和高級CAM功能外，歐特克Fusion 360集成工作區現在還提供真正的混合製造體驗，在單一工作流程中結合了先進的增材製造和CAM功能。
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根據3D科學谷，在 Autodesk Fusion 360 的案例中，創成式設計的想法受到仿生學中自下而上的方法的啟發。令人著迷的是，有一個算法來自「白蟻巢穴，以及白蟻使用信息素相互發送信號的方式，開發人員創造了壓力或信息素梯度，核心方法非常簡單，但結果卻很複雜。
2022 年，Autodesk 發布了新版本的Fusion 360創成式設計軟體，自動建模工具可讓用戶快速創建和考慮多個設計備選方案。不過通常創成式設計出來的結果對應著很多種不同的設計，如今，產品設計師可以在其三維CAD建模環境中直接運行仿真。通過現代計算機的GPU功能加速，這些仿真使設計人員能夠以交互的步伐做出明智的決策，而無需等待分析人員對設計進行網格劃分並運行有限元分析（FEA）。
Edera Safety 使用 Fusion 360 創成式設計來探索運動員背部保護系統的設計
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一個令人印象深刻的案例是Edera Safety 採用數據驅動設計，為運動員創造了革命性的新型背部保護系統。脊柱的過度旋轉已被證明是脊柱受傷的主要原因，但大多數背部保護器的設計只是為了防止直接撞擊。 通過歐特克創成式設計技術開發旋轉脊柱保護 (RSP) 系統，幫助防止脊柱旋轉損傷。 開發原型後，設計團隊將其投入使用，集成傳感器和應用程式來測量和記錄所有相關力。 隨後，這些測量結果被輸入到創成式設計算法中。 通過使用創成式設計技術，該團隊能夠提出多種設計方案來在開發的早期階段測試原型，並創建一個可以輕鬆實施到製造過程中的產品設計。
知之既深，行之則遠。基於全球範圍內精湛的製造業專家智囊網絡，3D科學谷為業界提供全球視角的增材與智能製造深度觀察。有關增材製造領域的更多分析，請關注3D科學谷發布的白皮書系列。