Autodesk Inc.是各种行业工程师使用的设计优化软件的领先供应商,包括自行车制造。其中一名客户是SRAM LLC,这是一家位于芝加哥的自行车成分制造商。SRAM产生许多类型的部件,例如制动器,齿轮,踏板,减震器和轮子。
使用Autodesk的软件,SRAM工程师最近为自行车曲柄提供了一种革命性的新设计(将自行车踏板连接到框架的部分)。云计算有助于他们在记录时间内验证设计和原型,同时还探索多种材料和用于移动生产的制造方法。
大会最近要求Sean Manzanares,在Autodesk的商业战略和市场开发高级经理,在自行车行业中分享一些见解。
组装:在竞争力和产品复杂性方面,自行车行业与其他行业相比如何?
Manzanares:自行车行业是一个竞争激烈的全球市场——与汽车行业类似,尽管规模只是其中的一小部分——制造商的创新是关键的区别所在。用最新的设计和制造理念快速创造和推向市场,使零部件更轻,更坚固,更性能,坚固或可持续,更便宜,是一个产品成功与否的关键因素。
虽然自行车的零部件和产品复杂性通常比其他行业简单,但自行车的独特之处在于,自行车的大多数元素都是公开的,全世界都可以看到,这意味着设计美学和精度性能同样重要。
这些因素使自行车行业成为新的设计和制造技术的理想试验场。自行车工程师永远在挑战极限,通过创建响应性强的新组件和几何图形,寻求更快、更安全的速度。在这些工程师的手中,现代技术,如人工智能动力设计工具和增材制造,提供了一个独特的舞台来展示他们的能力。
组装:今天的自行车制造如何比较十年或两年前?
Manzanares:影响自行车制造的两个最重要的相互关联因素是全球化和供应链。Covid两者加速了。
数字工具能够实现强大的协作,为从欧洲到加州再到台湾的设计团队提供了协同工作的能力,他们可以在数周而不是数月的时间内设计、优化、模拟制造和制造一个新零件的原型。类似地,当一种材料突然变得不可用或价格昂贵,或一种新的、更可持续的材料进入市场时,技术也能让这种团队快速地从一种材料或制造方法转向另一种。
虽然制造更轻、更坚固和更便宜的自行车这一“神圣三位一体”仍然存在,而生成设计等技术正在帮助实现这一目标,但更令人兴奋的是,在不远的地方甚至有更多。新方法,如3D扫描和打印金属零件,甚至整个车架,意味着定制车架可能很快就能实现。
现代设计和制造工具正在将电子和电机集成到动力传动系中,这比过去明显容易,这意味着自行车的新功能将变得发展,并且变得更加昂贵,非常迅速。所有这些都使自行车更加舒适,多才多艺,并吸引扩大的全球骑自行车者市场。
组装:自行车似乎是比较成熟的产品,因为它们已经存在了100多年。最近几年自行车的零部件设计或技术有很多变化吗?
Manzanares:自从100多年前自行车开始流行以来,它已经发生了显著的变化,我们认为这种变化不会很快放缓。自行车似乎是成熟的产品,因为它们的基本原理,车轮,框架,两个踏板,加上许多组件配合在一起,是几乎相同的,一直以来。然而,在这个框架下,引人注目的创新、进化和积极的变化正在加速,这些变化使得自行车在休闲和实用方面越来越受欢迎。
在过去的40年里,我们看到自行车的车架和车叉从主要由钢制成到现在也由铝、钛和碳纤维制成。随着我们从悬臂式转向v型刹车,再到盘式刹车,制动性能得到了改善,而结构的复杂性和所需的维护也减少了。
负担得起的高性能悬挂系统已经取代了过去的新奇悬挂。今天的传动系统提供了更广泛的齿轮,通常比过去的更简单,但现在也包括了电动辅助。
25年前几乎不存在的电动自行车在2019年的销量达到了370万辆。预计到2030年,这一数字将增加三倍多,达到1700万。
这些创新是市场对更加多功能、实用和可靠的产品的需求的结果,加上工程师使用越来越现代的工具和材料在他们的处置来满足这些需求。这个过程没有任何放缓的迹象。
组装:最先进的设计软件如何使工程师能够优化自行车部件设计?
Manzanares:在Autodesk,我们认为最先进的设计软件是一种工具集,使设计团队中的每个人,与云的弹性计算能力合作,轻松和有效地协作,快速生成完整的解决方案,然后转移到下一个问题。
为了实现这一目标,我们在Autodesk Fusion 360中构建了一套人工智能工具,使协作变得无缝和简单,即使团队遍布全球。此外,它还包括来自云端的人工智能——我们称之为生成设计——作为合作伙伴。
这一切都增加了团队能够比过去逐步解决挑战。例如,他们可以解决诸如“我们如何使那部分打火机的问题,而不是比其前身更加谨慎,并巩固其一些元素,因此更容易构建,从而更便宜?”
随着云计算的近无限功率变得越来越少,更便宜,新材料和制造增益牵引方法。我们正在努力让工程师轻松卸载机身的任务,让人们避免攻击更多要求创造力的问题。目标是更快地解决问题,而不是过去更加成功。
组装:还有机会改进零件,减少复杂性或提出新的自行车组件吗?什么新类型的设计是在寻找今天的工程师?
Manzanares:我们相信仍然有机会改进零件,减少复杂性,开发新的,更高效,多功能和可靠的自行车部件。谈到可以改进的东西时,没有任何东西取消了表格。挑战,正如工程所在的那样,只是有时间和资源来做。
SRAM最近利用Autodesk Fusion 360基于人工智能的生成设计能力重新设计了曲柄臂,然后3d打印出了钛材料的设计。这个项目的结果是一个更轻,更坚固的组件比它的前身,但也是一个完全无与伦比的美学。
法国自行车制造商迪卡侬(Decathlon)正在考虑使用同样的技术,用3d打印铝制造一个完整的车架。该项目通过用可回收的铝代替难以回收的碳纤维,以及将产品的制造地点定位在离客户更近的地方,从而减少运输,从而为降低轻型和时尚高性能自行车的成本打开了大门。
在过去(甚至今天),像这样的项目——从开始到设计到原型,然后从测试到生产——需要数年的时间。我们的云计算软件让工程师可以在几周或几个月内完成这类项目,所以他们一年可以做几十个,而不是一个。
组装:新的轻量级材料在优化部件设计方面在自行车行业中使用的是什么作用?
Manzanares:现代,轻质材料,如铝,碳纤维和钛,当然是有价值的和引人注目的,当谈到优化设计。然而,材料有时比我们的目标更昂贵(尤其是钛)或更绿色(碳纤维)。因此,单独来看,现代材料并不是灵丹妙药。
当轻量化材料是优化凳子的一条腿,现代设计技术和制造技术是另外两条腿时,可以获得最好的结果。设计软件,了解材料的特性,模拟了如何执行负载下,和预测如何由给定的材料,同时也强调正在考虑的方案的成本和可持续性,为一个工程师一个头开始走向成功提供了该项目。
例如,如果钛是零件的合适材料,则具有软件帮助指导工程师朝着设计和制造方法来减少制造过程中的浪费有助于保持该产品的成本低。