ISUZU 研發中心一直專注於商用車和柴油引擎的先進技術研究。他們當時面臨一個大難題:怎麼消除旗下 ELF 輕型卡車引擎啟動時,會發出的那種特有的「齒輪顫振噪音」?
以前的解決方案是使用「剪刀式齒輪」來降噪,雖然有效,但是零件增加、組裝成本提高,而且摩擦力變大,反而讓燃油效率下降。
研究團隊透過模擬分析發現:如果減輕齒輪的重量 30~40% 或許就能解決,以前試過打孔減重,還有多少材料可能移除? 最後決定使用 Autodesk Fusion 的生成式設計 (Generative Design)。
當時還沒有將生成式設計應用在齒輪上的先例,在諮詢 Autodesk 之後,確認只要精準設定好「表面負載」條件,這項技術是可行的。


經過短短兩個月的細部調整,他們選出的原型達到了令人難以置信的 43% 輕量化。這個零件裝在引擎內部,不需要考慮外觀,能更快朝向原型製作階段。
最終成果:這款新齒輪不僅達到與傳統剪刀式齒輪一樣的降噪水平,還額外帶來 0.5% 的燃油效率提升。

ISUZU 的研究員山岸先生總結,透過加速研究,可在很短的時間內完成從研究到實際形狀製作的整個過程,並強調:「在原型階段就考慮到可製造性,是主要優勢。」他認為,生成式設計代表了一種全新的設計思維:
設計師不再是單純畫圖,而是要專注於設定模擬條件,讓 AI 找出最佳解決方案。
目前,山岸先生正為這些優化零件的量產做準備,並計劃將它們納入商用車所需的大規模耐久性測試中,未來他們將不只優化容易處理的表面齒輪,更會開始挑戰更複雜的引擎形狀。

文章來源:Autodesk
Fusion 功能應用介紹
1. Fusion 生成式設計-參考影片:
生成式設計技術能夠基於製造限制和產品性能要求,同時產生多個解決方案,從而實現快速設計探索。本影片重點介紹了評估製造限制和選項(例如五軸銑削、水刀切割或積層製造技術)的重要性,以及這些選項如何影響設計流程。
2. 模擬功能-參考影片 :
雲端模擬:使用訂閱包含的雲端積分,在雲端設定並分析多個測試。靜態應力與模態頻率:使用各種材料、載重和限制條件,分析您的設計在不同條件下的性能。熱力學與熱應力:了解熱分佈及其與物理力的相互作用。
3.草圖約束-參考影片:
在 Autodesk Fusion 的設計環境中,「草圖約束」(Sketch Constraints) 是一種用來定義幾何圖形之間邏輯關係的工具。
簡單來說,繪圖時我們不只給予尺寸(如 50mm),還需要規定線條與線條之間的「行為模式」。透過約束,您可以確保設計在修改過程中,依然維持預期的幾何形狀,而不會產生不合理的變形。
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引用文章來源 : Autodesk
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