MSC Apex Generative Design

Design generativo efficiente: progettare direttamente per l'additive manufacturing

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Existing CAD data can be directly imported into MSC Apex Generative Design. The import feature can handle all common CAD file formats, from STL and STEP files through to a number of proprietary CAD software file formats. If needed, even complex assemblies can be imported. Otherwise, the model can be created from scratch directly within the software.
Using the versatile geometry tools, the imported data can be easily manipulated for preparing the optimisation model. Specialised functions allow the highly efficient preparation of complex assemblies. Loads and boundary conditions are quickly defined with the corresponding features to complete the model setup.
The software automatically creates a mesh within seconds and starts the optimisation run. It intelligently smooths and properly intersects the geometry in every iteration And the algorithm creates feasible, directly usable and reliable designs.
With just a few mouse clicks the generated mesh is quickly transferred to a NURBS‐based CAD file format, so that it can be utilized in the user’s common CAD/CAM workflow – no more manual work required!

Innovative technology for innovative designs

MSC Apex Generative Design's innovative approach has been proven in practice
It is based on Finite Element Analysis but, unlike traditional methods, does not use a density field, rather utilizes a very fine mesh with well-defined elements. This enables the algorithm to directly evaluate the occurring stresses, as well as reliably derive distinct geometries that are truly unimaginable by human mind.

Design for Additive Manufacturing (DfAM) without Expert Knowledge
MSC Apex Generative Design is designed specifically to generate the detailed and highly complex structures that only additive processes can manufacture. The optimised designs exhibit perfect transitions between structure elements such as struts and shells as well as they contain usually self-supporting structures that ensure the results can be sent straight to print.

MSC Apex Generative Design at a glance

  • Simplicity - No expert knowledge required for conducting optimisations through a high user-focused software design.
  • Automated Design - Almost automatically generate multiple smoothed design candidates that all satisfy the design criteria while minimizing the weight.
  • Import and Validation - Import existing geometries or mesh, find optimized design candidates, and perform design validation - all inside a single CAE environment.
  • Direct Output - Export geometry that can be directly manufactured and used immediately without manual re-work.
  • One Process - Import the resulting geometries in Simufact Additive or Digimat AM to achieve cost-efficient first-time-right result for every part.

Case study: Lightweight bracket
Lightweight construction is particularly important in satellite design because every extra kilogram generates high costs for transportation into space. If weight can be saved, the valuable payload of the launch vehicle or satellite can be used for further applications and added value can be created.
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Case study: Optimised wheel carrier
Two factors are essential for a successful racing car: light weight and strong components. Due to its fourfold use, the wheel carrier is ideal for saving weight while meeting high load-bearing requirements.
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Case study: Stiff motor mount
The electrification of bikes is bringing extraordinary attention and growth impulses to cycling. Lightweight construction is also of high importance for those bicycles which is why the motor mount was redesigned and prepared for 3D printing.
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Collaterals

Brochure

MSC Apex Generative Design
Bridge the gap between design and manufacturing with Smart Generative Design. Create optimised designs that perfectly match their requirements.
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Infographic

Generative Design and Metal 3D printing
Simufact Additive is a scalable software solution for the simulation of metal-based additive Manufacturing (AM) processes...
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Flyer

HxGN Virtual Manufacturing Suite
Virtual manufacturing simulation software harnesses powerful simulations and to drive sustainable processes...
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Flyer

MSCOne for Manufacturing
Virtual Manufacturing Solutions uniquely bundled specifically for Small and Medium-sized Businesses.
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On-Demand Webinars

Spice your engineering workflow with generative design

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Spice your engineering workflow with generative design
 Deploy and combine MSC Apex Generative Design with a variety of tools to optimize development processes and achieve better outcome
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How Apex Generative Design eases your engineering life
Effective strategies to get to optimised, lightweight part designs, and accelerate time to market using Generative Design
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Training session from beginner to professional for enhancing engineering speed and quality through optimisation
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  • "Grazie alla sua facilità d'uso e alla sua velocità di ottimizzazione, siamo convinti che MSC Apex Generative Design sia una tecnologia rivoluzionaria per EDAG. Adesso possiamo ottenere progetti ancora più leggeri in una frazione del tempo. Questa efficienza dà davvero una spinta al nostro sviluppo prodotto".
    Lucas Epperlein
    Project Leader CAE-NVH
    EDAG
    Case Study: Staffa del satellite

    Una struttura leggera è particolarmente importante in un progetto di satellite, perché ogni chilogrammo supplementare genera elevati costi per il trasporto nello spazio. Se è possibile risparmiare peso, il carico utile del veicolo di lancio o del satellite può essere usato per ulteriori applicazioni, creando valore aggiunto.

    Questo era esattamente l'obiettivo del progetto fra la società spaziale Tesat-Spacecom GmbH & Co. KG, il produttore della macchina Trumpf e gli specialisti di MSC Software / Simufact Generative Design. I supporti, raffigurati nell’immagine ,per la regolazione dei filtri a microonde devono essere utilizzati nel satellite delle comunicazioni tedesco Heinrich Hertz, che va a testare la capacità delle nuove tecnologie di comunicazione spaziale. Per questa applicazione, era necessario ridurre il peso del supporto.

    Per realizzare ciò è stato usato MSC Apex Generative Design.

    Progetto a peso ridotto

    Un nuovo progetto estremamente complesso è stato creato applicando il design generativo, che consente una costruzione leggera ed è perfettamente adattata e progettata secondo i requisiti operativi. Il risultato del supporto TESAT è impressionante: Riduzione di peso del 55% per un componente progettato per la tecnologia spaziale. Anziché 164 grammi, il supporto pesa solo 75 grammi. Inoltre, l'ottimizzazione innovativa, orientata alla sollecitazione ha ulteriormente migliorato la rigidità del componente. La distribuzione omogenea della sollecitazione generata da MSC Apex Generative Design consente una rigidità e robustezza eccellenti e contemporaneamente una riduzione massima del peso.

    Un’accoppiata perfetta: Design generativo e stampa 3D

    "Oggi, la produzione additiva consente di produrre geometrie generate digitalmente e ottimizzate a costi contenuti. Ciò offre un potenziale enorme per la costruzione a peso ridotto, specialmente nella tecnologia spaziale, ma anche in molti altri settori. In futuro, il design generativo avrà un ruolo determinante nell'uso semplice ed efficiente di questo potenziale," ha dichiarato il dott. Thomas Reiher, Director Generative Design in Simufact Engineering.

    Questo nuovo tipo di geometria complessa ora può essere prodotto solo con la produzione additiva. La Trumpf ha intrapreso questo compito con la stampante TruPrint 3000 3D. La missione del satellite Heinrich Hertz viene eseguita dal DLR Space Management per conto del ministero federale dell'economia ed energia e con la partecipazione del ministero federale della difesa.

  • Case Study: Case Study: Formula Student: Progetto eccellente di un supporto ruota per prestazioni massime

    Ogni anno un team di giovani studenti dell'APBracing Team sviluppa un'auto da corsa FormulaStudent per gareggiare nei concorsi internazionali. Due fattori sono indispensabili per un'auto da corsa di successo: peso ridotto e componenti robusti. Oltre alle gare in cui i piloti e le auto da corsa dimostrano le loro prestazioni, c'è una valutazione supplementare per la leggerezza della struttura dell'auto da corsa. A causa del suo quadruplice uso, il supporto ruote è l'ideale per risparmiare il peso, pur soddisfacendo i requisiti di portanza.

    Smart Generative Design per strutture a stampa 3D personalizzate

    Negli anni precedenti i team hanno cercato di progettare supporti ruota leggeri con progetti a fresatura complessa. Nel 2012 il supporto ruota con un progetto tradizionale, già complesso di fresatura, pesava 515g. Veniva fresato da un blocco di materiale da 16 kg., producendo così 15,5 kg. di rifiuti di alluminio. Per la stagione 2018, è stata applicata la tecnologia MSC Apec Generative Design per creare un progetto a peso ridotto ottimale. Sono state definite aree di progetto e di non progetto nel design del modello e sono stati aggiunti casi di carico complesso. La mesh è stata quindi generata in automatico e ottimizzata. L'algoritmo ha generato il risultato uniformato e finito in una workstation con scheda grafica di fascia alta NVIDA Tesla P100 in 6 ore (con una workstation stabile GPU NVIDIA QUADRO P5000 si impiegherebbero circa 14 ore). Il risultato è stato un supporto ruota singola dal peso di 266g, una riduzione del 48% rispetto all'equivalente del 2012. Non c'è stato spreco significativo di materiale perché il componente è stato prodotto con la produzione additiva. Questo ha contribuito notevolmente alla riduzione del peso generale dell'auto da corsa e ha attirato molta attenzione e una buona valutazione nel report del progetto, una categoria speciale nella gara complessiva.

  • Case Study - Portare la riduzione di peso al massimo: Riprogettazione di una staffa aerospaziale

    Un esempio popolare per testare la qualità di ottimizzazione di vari algoritmi è la "GE Jet Engine Bracket" (staffa motore jet GE). Questa staffa di una turbina da aereo è stata pubblicata sul sito web GrabCAD da General Electric nel 2013 come sfida progettuale per la produzione additiva. La sfida era riprogettare il design molto semplice del componente usando un metodo qualsiasi e sviluppare un componente il più leggero possibile, tenendo conto delle condizioni limite indicate. La sfida ha attirato tantissima attenzione ed è ancora usata frequentemente oggi per dimostrare le potenze dei nuovi algoritmi.


    Tre diversi progetti sono stati creati per l'ottimizzazione della staffa motore jet da MSC Apex Generative Design in tempi molto brevi.

    Scegliere il progetto più promettente tra diverse varianti

    Lo stesso componente con gli stessi carichi è stato calcolato da MSC Apex Generative Design, con i risultati mostrati sopra. Ciascuno è stato calcolato su una workstation CAD con due schede grafiche Nvidia P5000 in meno di un'ora. Il risultato arriva da una forma ottimale, sottile, con guscio multi-curvo con montanti supplementari per la trasmissione dei carichi più elevati in un progetto con un solo montante. Specialmente il progetto del guscio è molto stabile, particolarmente leggero e facile da produrre con processi additivi perché non è necessaria quasi nessuna struttura di supporto. Può essere realizzato solo con una risoluzione di calcolo particolarmente elevata, poiché MSC Apex Generative Design è in grado di calcolare ed essere allo stesso tempo super-rapido. Il progetto generativo automatizzato da MSC Apex Generative Design mostrato qui è ancora più leggero e presenta minori sollecitazioni rispetto alle altre soluzioni. Un peso di soli 140g potrebbe essere ottenuto con una sollecitazione massima di 680 MPa (sollecitazione target 700MPa).

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