SRAM transforme le cyclisme avec Autodesk sur AWS, en fournissant des composants 20 % plus légers et 2 fois plus résistants

Le fabricant de composants pour vélos SRAM a été fondé sur la vision de créer une expérience cycliste plus rapide, plus amusante et plus efficace pour les cyclistes du monde entier. Tout au long de son histoire, l'entreprise a tiré parti des nouvelles technologies pour améliorer à la fois sa position concurrentielle et l'expérience des conducteurs. En collaboration avec Autodesk et Amazon Web Services (AWS), SRAM a adopté le concept de conception générative, qui utilise la puissance du cloud computing pour accélérer les délais de conception et de commercialisation tout en optimisant les performances. En associant la conception générative à la fabrication additive (impression 3D), SRAM peut produire des pièces deux fois plus résistantes et 20 % plus légères en moins de temps et avec moins de ressources.

SRAM, fabricant de composants de vélo innovants pour tous les types de vélos, n'a qu'un seul objectif : créer la meilleure expérience cycliste pour tous. « Notre objectif est de créer la prochaine génération de produits que nos clients, utilisateurs finaux et concurrents n'auraient jamais cru possibles », a déclaré Dhiraj Madura, directeur mondial du design industriel chez SRAM.

Pour proposer des produits et des fonctionnalités innovants qui rendent les vélos plus rapides et plus sûrs et incitent les cyclistes à aller plus loin, SRAM a adopté l'utilisation de nouveaux matériaux, des techniques de fabrication avancées et, plus récemment, le concept de conception générative avec l'aide d'Autodesk, partenaire technologique avancé d'AWS.

La conception générative est une forme d'intelligence artificielle qui tire parti de la puissance du cloud et du machine learning tout en accélérant l'ensemble du processus de la conception à la réalisation. Les concepteurs ou les ingénieurs saisissent les objectifs de conception dans un logiciel de conception générative, ainsi que des paramètres tels que les performances ou les exigences spatiales, les matériaux, les méthodes de fabrication et les contraintes de coûts. Le logiciel explore ensuite toutes les permutations possibles d'une solution, génère rapidement des alternatives de conception, teste et apprend à chaque itération ce qui fonctionne et ce qui ne fonctionne pas.

Autodesk est un leader en matière de technologie de conception générative. Sa plateforme éprouvée Fusion 360 intègre des logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO), de fabrication assistée par ordinateur (CAM), d'ingénierie assistée par ordinateur (CAE) et de circuits imprimés (PCB) dans une plate-forme unique qui inclut des outils de conception générative optimisés par AWS.

SRAM a choisi de concentrer ses premiers efforts de conception générative sur le bras de manivelle du vélo, un élément structurel clé reliant la pédale au vélo, dans le but de réduire le poids sans sacrifier la force ou les performances. Avant la conception générative, les ingénieurs et les concepteurs consacraient beaucoup de temps au processus laborieux consistant à masser les pixels d'avant en arrière sur un seul modèle CAO 3D afin de répondre à toutes les exigences du produit. « Aujourd'hui, grâce à la conception générative d'Autodesk et au cloud computing AWS, nous sommes en mesure de générer bien plus de concepts au début du projet, ce qui donne à notre équipe de conception de multiples solutions à valider par le biais du prototypage et du perfectionnement », explique Madura. « Compte tenu de nos délais serrés, cela ne serait tout simplement pas possible avec la modélisation 3D conventionnelle. »

Le projet a commencé par l'analyse du bras de manivelle existant. L'équipe d'ingénierie de SRAM a réalisé une simulation virtuelle connue sous le nom d'analyse par éléments finis (FEA) pour soumettre le bras de manivelle à une contrainte statique. À l'aide de la FEA, l'équipe a pu simuler la pédale sous charge maximale, dans laquelle un cycliste se tient debout sur la pédale et atterrit après un saut. « C'est là que nous avons pu constater pour la première fois les avantages de notre partenariat avec AWS », explique Sean Manzanares, directeur principal de la stratégie industrielle chez Autodesk. « Ces études de la FEA ont été résolues en quelques minutes au lieu de plusieurs heures par rapport à un ordinateur de bureau doté de cœurs informatiques limités. »

Avec ces informations en main, l'équipe avait une solide compréhension de base du bras de manivelle et était prête à passer à l'exploration de la conception à l'aide du processus de conception générative. En saisissant des paramètres de conception dans Fusion 360, l'équipe a pu utiliser la puissance de supercalculateur d'AWS pour créer littéralement des centaines de variantes de conception différentes. « Avec AWS, nous avons pu résoudre près de 20 000 calculs. Chacune des études de conception générative a utilisé jusqu'à 170 cœurs de traitement dans le cloud, et nous avons obtenu des résultats en 30 minutes », explique Manzanares. « Il est impossible qu'une équipe de concepteurs et d'ingénieurs puisse créer un tel volume d'itérations parmi lesquelles choisir le meilleur design. »

Chaque variante de conception a été évaluée et l'équipe a choisi la plus prometteuse pour une exploration plus approfondie. Cela impliquait de valider virtuellement les nouvelles conceptions en exécutant la même analyse statique FEA que celle initialement effectuée sur le bras de manivelle existant. L'étape suivante a consisté à usiner les conceptions validées, d'abord en simulant l'usinage réel pour éviter tout problème potentiel au cours du processus, puis en produisant une pièce pouvant être installée sur un vélo pour des tests supplémentaires.

Bien que cela ait permis de produire une pièce optimisée en termes de poids et de performances, l'objectif ultime de SRAM était de repousser les limites de l'innovation en concevant un bras de manivelle pouvant être produit par impression 3D, un processus connu sous le nom de fabrication additive. En utilisant le même processus de conception générative et de test, SRAM a produit une pièce deux fois plus résistante et 20 % plus légère que la pièce d'origine.

« La conception générative est un outil qui nous permet non seulement d'optimiser les paramètres de performance pour le cycliste, mais également de raccourcir le temps de développement pour essayer de nouvelles idées, les évaluer, les lancer ou les intégrer à la phase de prototype », explique Will King, ingénieur de conception senior chez SRAM. « Nous sommes une entreprise innovante. Alors que nous cherchons à inspirer le consommateur avec nos composants, nous voulons continuer à innover et à améliorer l'expérience de conduite. La conception générative nous aide à atteindre cette ligne d'arrivée plus rapidement. »