SRAM trasforma il ciclismo con Autodesk su AWS, offrendo componenti più leggeri del 20% e 2 volte più resistenti

L'azienda per la produzione di componenti per biciclette SRAM è stata fondata con l'obiettivo di creare un'esperienza di ciclismo più veloce, divertente ed efficiente per i ciclisti di tutto il mondo. Nel corso della sua storia, l'azienda ha sfruttato le nuove tecnologie per migliorare sia la sua posizione competitiva che l'esperienza dei ciclisti. Collaborando con Autodesk e Amazon Web Services (AWS), SRAM ha adottato il concetto di progettazione generativa, che utilizza la potenza del cloud computing per accelerare i tempi di progettazione e il time-to-market ottimizzando al contempo le prestazioni. Unendo la progettazione generativa alla produzione additiva (stampa 3D), SRAM è in grado di produrre parti due volte più resistenti e più leggere del 20% in meno tempo e con meno risorse.

SRAM, produttore di componenti innovativi per tutti i tipi di biciclette, ha un obiettivo: creare la migliore esperienza ciclistica per tutti. "Il nostro obiettivo è creare una nuova generazione di prodotti che i nostri clienti, gli utenti finali e i concorrenti non avrebbero mai ritenuto possibili", ha dichiarato Dhiraj Madura, Global Director di Industrial Design di SRAM.

Per offrire prodotti e funzionalità all'avanguardia che rendano le biciclette più veloci e sicure e ispirino i ciclisti ad andare più lontano, SRAM ha adottato l'uso di nuovi materiali, tecniche di produzione avanzate e, più recentemente, il concetto di progettazione generativa con l'aiuto di Autodesk, partner con tecnologia avanzata AWS.

La progettazione generativa è una forma di intelligenza artificiale che sfrutta la potenza del cloud e del machine learning accelerando l'intero processo dalla progettazione alla realizzazione. I progettisti o gli ingegneri inseriscono gli obiettivi di progettazione nel software di progettazione generativa, insieme a parametri quali requisiti prestazionali o spaziali, materiali, metodi di produzione e vincoli di costo. Il software esplora quindi tutte le possibili permutazioni di una soluzione, generando rapidamente alternative di progettazione e testando e imparando da ogni iterazione cosa funziona e cosa no.

Autodesk è leader nella tecnologia di progettazione generativa. La sua collaudata piattaforma Fusion 360 integra software di progettazione assistita da computer (CAD), produzione assistita da computer (CAM), ingegneria assistita da computer (CAE) e circuiti stampati (PCB) in un unico strumento che include strumenti di progettazione generativa basati su AWS.

SRAM ha scelto di concentrare i suoi sforzi iniziali di progettazione generativa sulla pedivella della bicicletta, un componente strutturale chiave che collega il pedale alla bicicletta, con l'obiettivo di ridurre il peso senza sacrificare la resistenza o le prestazioni. Prima della progettazione generativa, ingegneri e designer dedicavano molto tempo al laborioso processo di massaggio dei pixel avanti e indietro su un singolo modello CAD 3D nel tentativo di soddisfare tutti i requisiti del prodotto. "Ora, con la progettazione generativa di Autodesk e il cloud computing AWS, siamo in grado di generare molti più concept all'inizio del progetto, offrendo al nostro team di progettazione molteplici soluzioni da convalidare attraverso la prototipazione e il perfezionamento", ha dichiarato Madura. "Date le nostre tempistiche ristrette, questo semplicemente non sarebbe possibile con la modellazione 3D convenzionale".

Il progetto è iniziato analizzando la pedivella esistente. Il team di progettazione di SRAM ha eseguito una simulazione virtuale nota come analisi agli elementi finiti (FEA) per sottoporre la pedivella a sollecitazioni statiche. Utilizzando FEA, il team è stato in grado di simulare il pedale sotto il carico massimo, in cui un ciclista è in piedi sul pedale e atterra da un salto. "È qui che abbiamo potuto vedere per la prima volta i vantaggi della nostra partnership con AWS", ha dichiarato Sean Manzanares, Senior Manager, Industry Strategy di Autodesk. "Questi studi FEA sono stati risolti in minuti anziché in ore rispetto a un computer desktop con core di computing limitati".

Con queste informazioni a disposizione, il team aveva una solida conoscenza di base della pedivella ed era pronto a passare all'esplorazione del design utilizzando il processo di progettazione generativa. Inserendo i parametri di progettazione in Fusion 360, il team è stato in grado di utilizzare la potenza di supercalcolo di AWS per creare letteralmente centinaia di varianti di design diverse. "Con AWS, siamo stati in grado di risolvere quasi 20.000 calcoli. Ciascuno degli studi di progettazione generativa ha utilizzato fino a 170 core di elaborazione nel cloud e abbiamo ottenuto risultati entro 30 minuti", ha affermato Manzanares. "È impossibile che un team di designer e ingegneri possa elaborare questo volume di iterazioni da cui scegliere il design migliore".

Ogni variante del progetto è stata valutata e il team ha scelto la più promettente per ulteriori esplorazioni. Ciò ha comportato la convalida virtuale dei nuovi progetti eseguendo la stessa analisi statica FEA originariamente eseguita sulla pedivella esistente. Il passo successivo è stato quello di realizzare i progetti convalidati, prima simulando la lavorazione effettiva per evitare potenziali problemi nel processo, e poi producendo effettivamente una parte che potesse essere installata su una bicicletta per ulteriori test.

Sebbene ciò abbia prodotto un componente ottimizzato in termini di peso e prestazioni, l'obiettivo finale di SRAM era quello di spingersi oltre i confini dell'innovazione progettando una pedivella che potesse essere prodotta utilizzando la stampa 3D, un processo noto come produzione additiva. Utilizzando lo stesso processo di progettazione e collaudo generativo, SRAM ha prodotto un componente due volte più resistente e più leggero del 20% rispetto all'originale.

"La progettazione generativa è uno strumento che ci consente non solo di ottimizzare i parametri prestazionali per il ciclista, ma anche di abbreviare i tempi di sviluppo per provare nuove idee, valutarle e lanciarle o portarle alla fase di prototipo", ha dichiarato Will King, Senior Design Engineer di SRAM. "Siamo un'azienda innovativa. Mentre cerchiamo di ispirare il consumatore con i nostri componenti, vogliamo continuare ad aggiungere innovazione e migliorare l'esperienza in sella. La progettazione generativa ci sta aiutando a raggiungere questo traguardo più rapidamente".