Ny software vil ændre fremtidens design
Da Børge Mogensen for efterhånden mange år siden designede sine møbelklassikere, gjorde han det med udgangspunkt i en solid håndværksmæssig viden samt en udpræget sans for æstetik.
Nutidens møbeldesignere kan lære meget af de gamle mestre, men de har også fået et nyt værktøj i hænderne, som ikke fandtes på Børge Mogensens tid.
Computere med avancerede 3D-programmer, som kan generere tusindvis af forskellige stoledesigns på baggrund af de krav og specifikationer, som designeren selv har fodret computeren med.
I fagsprog taler man om generativt design og generative designprocesser.
En af de store aktører på markedet er Autodesk. Virksomheden har arbejdet intenst på at udvikle og afprøve grænserne for generativt design i ’Project Dreamcatcher’, og kan i dag tilbyde bl.a. programmet Autodesk Fusion 360.
Generativt design
Generativt design er en proces, hvor et computerprogram simulerer naturlig selektion, som vi kender det fra naturen.
Programmet bliver fodret med nogle ”overlevelses-kriterier”, som det endelige design skal leve op til. Derefter skaber programmet selv en række designforslag, som det regner på.
De designs, som klarer sig bedst i forhold til de fastsatte kriterier, får lov at leve videre og skabe en ny generation af designs, som er varianter af den forrige generation.
Processen gentages igen og igen, og efterhånden vil de nye generationer af designs blive mere og mere overlevelsesdygtige.
Programmer på markedet i dag:
Generativt design
Arbejdsprocessen begynder ved, at designeren definerer opgaven og laver en skitse af det ønskede produkt i 3D.
Opgaven kunne f.eks. være at skabe en stol, som kan holde til en vægt på 150 kg, men som skal veje så lidt som muligt. Hvis der er andre krav til stolen, f.eks. til højden, prisen eller materialet, skal de også defineres.
Når opgaven er defineret, sættes programmet i gang med at regne. Programmet genererer nu selv tusindvis af forskellige stoledesigns, og beregner hver enkelt stols bæreevne med mere.
De prototyper, som bedst lever op til de definerede mål, vælges automatisk ud, og programmet bruger nu dem som afsæt til at generere nye stoledesigns. Herefter gennemføres nye beregninger. Er man ikke helt tilfreds, kan man selv designe videre på de forslag, programmet er kommet med.
Organiske former ændrer produktionen
Ofte vil forslagene ligne noget, man kender fra naturen.
Ønsker man at skabe et fysisk eksemplar af det nye design, vil det som regel kræve en 3D-printer eller en CNC-fræser. De organiske former er nemlig svære at skabe med traditionelle produktionsteknikker.
Alle beregningerne foretages af kraftige computere i skyen, så den lokale computer ikke belastes mere end højest nødvendigt. Efter nogen tid præsenterer programmet forskellige forslag til stoledesigns, som designeren kan vælge imellem.
Albuestolen
Autodesk har i deres ’Project Dreamcatcher’ eksperimenteret med muligheder og begrænsninger. Et af deres produkter er f.eks. stolen ’Elbo Chair’.
Ved første øjekast ligner stolen en blanding mellem en skandinavisk møbelklassiker af Hans Wegner og en catalansk ditto af Antoni Gaudi. Stolen er lavet i valnøddetræ og de enkelte dele er udfræset og samlet bagefter.
Designer Tim Elkær, der har skrevet ph.d-afhandling om, hvordan man kan inddrage computerprogrammer som aktiv partner i designprocesser, er dog ikke imponeret over ’Elbo Chair’. Hverken æstetisk eller produktionsmæssigt.
”Elbo Chair har ikke samme ærlighed i formsproget som de danske møbelklassikere. Der går en masse træ til spilde, når man fræser de individuelle delkomponenter ud af de store træblokke,” forklarer Tim Elkær.
Generative designprogrammer vil derfor ikke nødvendigvis overflødiggøre designeren, når det gælder produkter, som vi gerne vil se på hjemme i stuen. Men programmerne er rigtig gode til at optimere parametre som styrke, vægt og materialeforbrug og derfor er potentialet ifølge Tim Elkær stort.
Fly biler og sko
Allerede nu er der flere gode eksempler.
Airbus har for eksempel brugt generative designprocesser til at lave nye og lettere skillevægge i passagerfly. Her er det vigtigt at optimere forholdet mellem styrke og vægt for at spare på flyets brændstof.
Tim Elkær
- Værkstedskoordinator på Det Tekniske Fakultet for IT & Design, Aalborg Universitet-København.
- Uddannet designer fra Danmarks Designskole i 1990.
- Har lavet ph.d-af-handling om computeren som medskaber af form – og praksis. KADK 2015
Racerbilen Hack Rod er også skabt ved hjælp af generative design for at sikre et optimalt forhold mellem vægt og brudstyrke.
Og endelig har sportstøjsfirmaet Under Armour fået udviklet en sportsko med en ny 3D-printet sål, der er skabt ved hjælp af generativt design.
Industri og byggeri
Ifølge Tim Elkær er generative designprogrammer først og fremmest relevante i industrien og i byggeriet.
”Det er for eksempel oplagt at bruge generativt design til at optimere overgangen mellem et flys skrog og dets vinger. De er i dag udført, som man beregnede, det var optimalt i 1970’erne og 80’erne.”
Inden for byggeriet er der ifølge Tim Elkær også oplagte muligheder. For eksempel i overgangen mellem bygningens vægge og etagedæk.
”Ved at optimere materialet i disse overgange og måske vende tilbage til at støbe dele af betonen på byggepladsen (in situ), kan man reducere materialeforbruget betragteligt,” forklarer han.
Et andet område er design af ventilations- og kabelkanaler:
”Man kunne gøre ventilations- og kabelkanaler til en integreret del af væggene i bygninger. Samtidig kunne kanalerne få varierende tykkelser forskellige steder i bygningen. Lidt ligesom naturen ville gøre det. Mennesker kan ikke lave de nødvendige beregninger af flow uden en computer, men generativt design og software til topologi-optimering vil muligvis kunne inddrages i det arbejde,” forklarer Tim Elkær.
Chassiet til Hack Rod er udviklet i Autodesks ’Project Dreamcatcher’. Det specielle er, at data fra testkørsler er blevet brugt til beregning af det optimale design. Data blev opsamlet fra sensorer placeret forskellige steder i chassiset.
Flyindustrien har konstant fokus på at mindske vægt for at spare brændstof. Airbus’ kabineskillevæg er udviklet med generativ designsoftware i kombination med 3D print og Additive Manufacturing. Væggen vejer 50% mindre end forgængeren.
