3D 領域最好的 2 個 生成式設計 AI工具

3D領域的生成式設計熱門AI工具包括 Finch3d、Make-Print 等,幫助您快速提升效率。

Make-Print

Make-Print

一款專為3D列印和原型製作設計的人工智慧平台。它整合了看板專案管理、3D檔案檢視器、團隊協作工具,以及一個能從文字提示創建專業CAD模型的革命性生成式AI。簡化從概念到生產的整個工作流程。

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Finch3d

Finch3d

Finch3d是一款為建築師設計的生成式AI協作工具,旨在優化建築設計。它與Revit和Rhino等現有工具整合,可自動生成平面圖、實現快速迭代,並提供即時數據驅動的回饋,從而加速建築設計流程。

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關於 生成式設計

生成式設計工具是一類基於AI技術的軟體,它能根據一系列系統設計要求自主創建優化的3D模型。使用者定義材料、製造方法、性能目標和成本限制等具體約束條件,AI演算法會探索數千種可能的設計方案。該過程能產出高性能、通常呈有機形態的結構,這些結構兼具輕量化、高強度和高資源效率的特點。作為3D領域的一個專業分支,生成式設計將設計師的角色從手動創建幾何體轉變為智能地為AI定義待解決的設計問題。

核心功能

  • 基於約束的問題定義:指定功能需求、載荷、邊界條件和幾何障礙。
  • 多目標優化:同時針對多個相互競爭的目標進行優化,如最小化重量、最大化剛度和降低成本。
  • 設計空間探索:自動生成並評估海量的有效設計備選方案。
  • 製造過程感知:創建針對特定生產方法(如3D列印、CNC加工或鑄造)量身定制的設計。
  • 整合性能分析:內建模擬工具,用於驗證生成設計的結構完整性和性能。

適用場景

生成式設計主要應用於航空航太、汽車、工業機械和醫療設備製造等工程密集型行業。機械工程師和產品設計師用它來創造下一代零部件,建築師和結構工程師則用它來設計複雜高效的建築結構。

選擇要點

選擇生成式設計工具時,需考慮其與您現有CAD軟體(如Fusion 360、SolidWorks)的整合程度。評估其物理模擬能力(結構、熱力學等)的範圍,以及對您特定製造約束的支援情況。此外,還應評估其計算模型,因為許多工具依賴雲端運算,這會影響處理速度和成本。

生成式設計應用場景

1

實現航空航天零組件的輕量化

一位航空航天工程師的任務是重新設計一個標準的飛機支架,以在保持結構完整性的前提下減輕重量,最終實現燃油節省。透過使用生成式設計工具,他們輸入零組件的連接點、預期的載荷條件、材料屬性(如鈦合金),並指定積層製造為生產方法。隨後,AI生成了數百種設計變體,探索了複雜的有機晶格結構。工程師最終選擇了一個最優設計,該設計比原始零件輕40%,但透過整合模擬驗證,滿足所有安全和性能要求。

2

優化汽車底盤設計

一個汽車設計團隊需要開發一款新的汽車底盤,既要輕量化以提高燃油效率,又要具備極高的剛性以實現卓越的操控性和安全性。他們沒有依賴傳統的迭代設計,而是使用了一個生成式設計平台。團隊定義了關鍵參數,如懸吊安裝點、引擎室容積、所需的扭轉剛度和材料限制。軟體探索了數千種拓撲解決方案,提出了一種新穎的框架結構,該結構能優化材料分佈以應對應力路徑。與之前的模型相比,最終的設計在剛性上提升了15%,同時質量減少了20%。

3

創建客製化醫療植入物

一位生物醫學工程師需要根據CT掃描數據設計一個患者專用的髖關節植入物。目標是創造一個能完美貼合患者解剖結構並促進骨整合的植入物。工程師使用生成式設計軟體,將患者的骨骼幾何形狀作為「禁區」匯入,並根據患者的體重和活動水平定義承重要求。AI生成了一個具有複雜多孔晶格結構的植入物,該結構模仿了天然骨骼,在需要的地方最大化強度,同時鼓勵骨組織長入植入物,從而實現更好的長期穩定性。

4

設計高性能散熱器

一位產品工程師正在為一個新型大功率電子元件設計冷卻系統,該元件在緊湊空間內會產生大量熱量。傳統的散熱器設計已無法滿足需求。工程師使用具備熱模擬功能的生成式設計工具,定義了熱源位置、最高允許溫度、氣流條件和可用體積。演算法探索了無數複雜的鰭片幾何形狀,以最大化表面積和優化氣流路徑。最終產出的是一個高度有機的、可3D列印的散熱器,其散熱性能比最佳的傳統設計高出25%,確保了元件的可靠性。

5

建築結構優化

一位建築師和一位結構工程師正在為一個公共體育場合作設計一個複雜的大跨度屋頂。他們希望結構不僅堅固高效,還要具有美學衝擊力。他們使用生成式設計來探索可能性。他們輸入了屋頂的邊界、支撐柱的位置以及載荷情況(如雪和風)。軟體生成了各種高效的、受自然啟發的桁架和支撐系統。這個過程讓他們能夠選擇一個比傳統桁架系統少用30%鋼材的設計,從而降低了成本和環境影響,同時創造了一個獨特的建築地標。

6

重新設計工業機械零件

一位機械工程師的任務是透過重新設計一個關鍵零組件來提高機械臂的性能,使其更輕、更堅固,從而實現更快的移動和更高的有效載荷。他們使用生成式設計工具,定義了現有的連接介面、所需的運動範圍和載荷情境,並指定鑄造為製造約束。AI生成了一個新的零組件設計,將之前兩個獨立的零件整合為一個。這個新的有機形狀零件重量減輕了25%,剛度提高了50%,顯著提升了機械臂的整體效率和能力。

生成式設計常見問題