SRAM transforma el ciclismo con Autodesk en AWS, al ofrecer piezas un 20 por ciento más ligeras y el doble de resistentes

El fabricante de piezas para bicicletas SRAM se fundó con la visión de crear una experiencia de ciclismo más rápida, divertida y eficiente para ciclistas de todo el mundo. A lo largo de su historia, la empresa aprovechó las nuevas tecnologías para mejorar tanto su posición competitiva como la experiencia del ciclista. Al trabajar con Autodesk y Amazon Web Services (AWS), SRAM adoptó el concepto de diseño generativo, que utiliza el poder de la computación en la nube para acelerar los tiempos de diseño y comercialización, a la vez que optimiza el rendimiento. Gracias a la combinación del diseño generativo con la fabricación aditiva (impresión 3D), SRAM puede producir piezas el doble de resistentes y un 20 por ciento más ligeras en menos tiempo y con menos recursos.

SRAM, un fabricante de piezas de bicicleta innovadores para todo tipo de bicicletas, tiene un objetivo: crear la mejor experiencia de ciclismo para todos. «Nuestro objetivo es crear la próxima generación de productos que nuestros clientes, usuarios finales y competidores nunca creyeron posible», afirmó Dhiraj Madura, director global de diseño industrial de SRAM.

Para ofrecer productos y características pioneras que hagan que las bicicletas sean más rápidas y seguras e inspiren a los usuarios a llegar más lejos, SRAM adoptó el uso de materiales nuevos, técnicas de fabricación avanzadas y, más recientemente, el concepto de diseño generativo con la ayuda de Autodesk, socio tecnológico avanzado de AWS.

El diseño generativo es una forma de inteligencia artificial que aprovecha el poder de la nube y el machine learning a la vez que acelera todo el proceso de diseño a creación. Los diseñadores o ingenieros ingresan los objetivos de diseño en el software de diseño generativo, junto con parámetros como los requisitos espaciales o de rendimiento, los materiales, los métodos de fabricación y las restricciones de costes. A continuación, el software explora todas las permutaciones posibles de una solución, de manera que genera de forma rápida alternativas de diseño y prueba y aprende de cada iteración qué funciona y qué no.

Autodesk es líder en tecnología de diseño generativo. Su plataforma probada Fusion 360 integra el diseño asistido por ordenador (CAD), la fabricación asistida por ordenador (CAM), la ingeniería asistida por ordenador (CAE) y el software de placa de circuito impreso (PCB) en una sola plataforma que incluye herramientas de diseño generativo impulsadas por AWS.

SRAM decidió centrar sus esfuerzos iniciales de diseño generativo en la biela de la bicicleta, una pieza estructural clave que conecta el pedal con la bicicleta, con el objetivo de reducir el peso sin sacrificar la fuerza ni el rendimiento. Antes del diseño generativo, los ingenieros y diseñadores dedicaban mucho tiempo al laborioso proceso de mover los píxeles de un lado a otro en un único modelo CAD 3D para cumplir con todos los requisitos del producto. «Ahora, con el diseño generativo de Autodesk y la computación en la nube de AWS, podemos generar muchos más conceptos al principio del proyecto, lo que brinda a nuestro equipo de diseño múltiples soluciones para validarlas mediante la creación de prototipos y el refinamiento», dijo Madura. «Dados nuestros plazos ajustados, esto simplemente no sería posible con el modelado 3D convencional».

El proyecto comenzó analizando el brazo de manivela existente. El equipo de ingeniería de SRAM ejecutó una simulación virtual conocida como análisis de elementos finitos (FEA) para someter el brazo de la manivela a una tensión estática. Con el FEA, el equipo pudo simular el pedal con una carga máxima, en la que un ciclista se para sobre el pedal y se baja de un salto. «Aquí es donde pudimos ver por primera vez los beneficios de nuestra asociación con AWS», afirmó Sean Manzanares, gerente sénior de estrategia industrial de Autodesk. «Estos estudios de FEA se resolvieron en minutos en lugar de en horas en comparación con un ordenador de escritorio con núcleos de computación limitados».

Con esta información, el equipo tenía una comprensión sólida básica del brazo de la manivela y estaba listo para comenzar a explorar el diseño mediante el proceso de diseño generativo. Al introducir los parámetros de diseño en Fusion 360, el equipo pudo utilizar la potencia de supercomputación de AWS para crear literalmente cientos de variaciones de diseño diferentes. «Con AWS, pudimos resolver cerca de 20 000 cálculos. Cada uno de los estudios de diseño generativo utilizó hasta 170 núcleos de procesamiento en la nube, y obtuvimos los resultados en 30 minutos», dijo Manzanares. «De otro modo, no hay forma de que un equipo de diseñadores e ingenieros pueda idear este volumen de iteraciones para elegir el mejor diseño».

Se evaluó cada variación de diseño y el equipo eligió la más prometedora para una mayor exploración. Esto implicó la validación virtual de los nuevos diseños mediante la ejecución del mismo análisis estático FEA que se ejecutó originalmente en la biela existente. El siguiente paso fue mecanizar los diseños validados, primero mediante la simulación del mecanizado real para evitar posibles problemas en el proceso y, a continuación, con la producción de una pieza que pudiera instalarse en una bicicleta a fin de realizar más pruebas.

Si bien esto produjo una pieza optimizada en cuanto a peso y rendimiento, el objetivo final de SRAM era ampliar los límites de la innovación mediante el diseño de un brazo de manivela que pudiera producirse mediante impresión 3D, un proceso conocido como fabricación aditiva. Por medio de la utilización del mismo diseño generativo y proceso de pruebas, SRAM produjo una pieza el doble de resistente y un 20 por ciento más ligera que la original.

«El diseño generativo es una herramienta que nos permite no solo optimizar los parámetros de rendimiento para el piloto, sino también acortar el tiempo de desarrollo con el fin de probar nuevas ideas, evaluarlas y descartarlas o llevarlas a la fase de prototipo», afirmó Will King, Senior Design Engineer en SRAM. «Somos una empresa de innovación. A medida que buscamos inspirar al consumidor con nuestras piezas, queremos seguir añadiendo innovación y mejorar la experiencia de ciclismo. El diseño generativo nos ayuda a llegar más rápido a la meta».