A SRAM transforma o ciclismo com Autodesk na AWS, fornecendo componentes 20% mais leves e duas vezes mais fortes
Resumo executivo
A fabricante de componentes para bicicletas SRAM foi fundada com a visão de criar uma experiência de ciclismo mais rápida, divertida e eficiente para ciclistas de todo o mundo. Ao longo de sua história, a empresa aproveitou as novas tecnologias para melhorar sua posição competitiva e a experiência do ciclista. Trabalhando com a Autodesk e com a Amazon Web Services (AWS), a SRAM adotou o conceito de design generativo, que usa o poder da computação em nuvem para acelerar o tempo do design e do lançamento, otimizando a performance. Ao combinar o design generativo com a manufatura aditiva (impressão 3D), a SRAM produz peças duas vezes mais fortes e 20% mais leves em menos tempo e com menos recursos.
Impulsionar a inovação com a manufatura de última geração
A SRAM, fabricante de componentes inovadores para todos os tipos de bicicleta, tem um foco: criar a melhor experiência de ciclismo para todos. “Nosso objetivo é criar a próxima geração de produtos que nossos clientes, usuários finais e concorrentes nunca imaginaram ser possível”, afirma Dhiraj Madura, diretor global de design industrial da SRAM.
Para oferecer produtos e recursos pioneiros que tornam as bicicletas mais rápidas e seguras e inspiram os ciclistas a irem mais longe, a SRAM adotou o uso de novos materiais, técnicas avançadas de manufatura e, mais recentemente, o conceito de design generativo com a ajuda da Autodesk, parceira de tecnologia avançada da AWS.
- Dhiraj Madura, diretor global de design industrial da SRAM
Adotação da tecnologia de design generativo
O design generativo é uma forma de inteligência artificial que utiliza o poder da nuvem e do machine learning, além de acelerar todo o processo de design para a criação. Designers ou engenheiros inserem metas de design no software de design generativo, além de parâmetros, como performance ou requisitos espaciais, materiais, métodos de fabricação e restrições de custo. O software, então, explora todas as permutações possíveis de uma solução, gerando rapidamente alternativas de design, testando e aprendendo com cada iteração o que funciona ou não.
A Autodesk é líder em tecnologia de design generativo. Sua comprovada plataforma Fusion 360 integra software de design assistido por computador (CAD), manufatura assistida por computador (CAM), engenharia assistida por computador (CAE) e placa de circuito impresso (PCB) em uma única plataforma que inclui ferramentas de design generativo desenvolvidas pela AWS.
- Sean Manzanares, gerente sênior de estratégia industrial, Autodesk
Aceleração do processo para um design melhor
A SRAM optou por concentrar os esforços iniciais de design generativo no braço de manivela da bicicleta, um componente estrutural essencial que conecta o pedal à bicicleta, com o objetivo de reduzir o peso sem sacrificar a força ou a performance. Antes do design generativo, engenheiros e designers dedicavam um tempo significativo ao laborioso processo de manipular pixels para frente e para trás em um único modelo CAD 3D, na tentativa de atender a todos os requisitos do produto. “Agora, com o design generativo da Autodesk e a computação em nuvem da AWS, podemos gerar muito mais conceitos no início do projeto, oferecendo à equipe de design várias soluções para validação por meio de prototipagem e refinamento”, relata Madura. “Considerando nossos prazos apertados, isso simplesmente não seria possível com a modelagem 3D convencional.”
O projeto começou com a análise do braço de manivela existente. A equipe de engenharia da SRAM realizou uma simulação virtual, conhecida como análise de elementos finitos (FEA), para colocar o braço da manivela sob tensão estática. Usando a FEA, a equipe conseguiu simular o pedal sob carga máxima, na qual um ciclista está de pé no pedal e aterrissando em um salto. “Foi aqui que pudemos ver pela primeira vez os benefícios de nossa parceria com a AWS”, conta Sean Manzanares, gerente sênior de estratégia industrial da Autodesk. “Esses estudos de FEA foram resolvidos em minutos, em vez de horas, quando comparados a um computador desktop com núcleos de computação limitados.”
Com essas informações em mãos, a equipe teve uma sólida compreensão básica do braço de manivela e ficou pronta para começar a explorar diferentes designs usando o processo de design generativo. Ao inserir parâmetros de design no Fusion 360, a equipe conseguiu usar o poder de supercomputação da AWS para criar literalmente centenas de variações de design diferentes. “Com a AWS, conseguimos resolver cerca de 20 mil cálculos. Cada um dos estudos de design generativo usou até 170 núcleos de processamento na nuvem, e obtivemos resultados em 30 minutos”, relata Manzanares. “Não há como uma equipe de designers e engenheiros criar esse volume de iterações para escolher o melhor design de outra forma.”
Cada variação de design foi avaliada, e a equipe escolheu a mais promissora para uma exploração mas detalhada. Isso envolveu a validação virtual dos novos designs com a mesma análise estática da FEA que foi originalmente executada na manivela existente. A próxima etapa foi mecanizar os designs validados. Primeiro, simulando a mecanização real para evitar possíveis problemas no processo e, em seguida, produzindo uma peça que poderia ser instalada em uma bicicleta para testes adicionais.
Otimizar a performance e inspirar clientes
Embora isso tenha produzido uma peça com peso e performance otimizados, o objetivo final da SRAM era ultrapassar os limites da inovação, criando uma manivela que pudesse ser produzida por meio de impressão 3D, um processo conhecido como manufatura aditiva. Usando o mesmo design generativo e o mesmo processo de teste, a SRAM produziu uma peça duas vezes mais forte e 20% mais leve que a original.
“O design generativo é uma ferramenta que nos permite não apenas otimizar os parâmetros de performance do ciclista, mas também reduzir o tempo de desenvolvimento para testar novas ideias, avaliá-las e descartá-las ou levá-las para a fase de protótipo”, relata Will King, engenheiro sênior de design da SRAM. “Somos uma empresa de inovação. À medida que buscamos inspirar o consumidor com nossos componentes, queremos continuar adicionando inovação e melhorando a experiência de pilotagem. O design generativo nos ajuda a alcançar mais rápido nosso objetivo.”
Sobre a SRAM
A SRAM é líder inovadora em design e fabricação de sistemas de transmissão, suspensão e rodas para bicicletas, com foco em criar a melhor experiência de ciclismo para todos.
Sobre a Autodesk
A Autodesk é líder global em design e fabrica tecnologia com experiência em arquitetura, engenharia, construção, design, fabricação e entretenimento.
Publicado em fevereiro de 2022