Metodi di progettazione avanzati per l’Industria 4.0
In un mondo nel quale la corsa all’innovazione investe ormai ogni ambito della progettazione e della produzione industriale, la simulazione in ambienti virtuali diventa un’imprescindibile strumento di sviluppo. L’applicazione di Metodi agli Elementi Finiti, o Analisi FEM, per il calcolare il comportamento di un prodotto è una pratica destinata a diventare centrale nel nuovo modo di concepire/analisi-fem/ il progetto.
Lo sviluppo di prodotti richiede da sempre un approccio prototipale. L’idea viene tradotta in disegni per poi divenire un oggetto fisico. Gli ingegneri hanno la necessità di trasformare l’idea iniziale in numeri, indicazioni sulle performance e l’affidabilità del meccanismo, prima di procedere alla stesura dei disegni. La sperimentazione sul prototipo diventa l’unico riscontro reale di queste stime, spesso condite da elevati fattori di sicurezza per ovviare alle carenze degli strumenti analitici classici, incapaci di gestire globalmente le interazioni tra i fenomeni fisici che singolarmente agiscono sul sistema.
E cosa fare di fronte alla comparsa di eventi inattesi? Vibrazioni, rotture a fatica, dilatazioni termiche, urti…
La risposta era semplice quanto inefficiente: progettare e costruire un nuovo prototipo in base agli esiti sperimentali. Un miglioramento passo per passo, accompagnato da attese dei tempi di fornitura, estenuanti campagne sperimentali in laboratorio, e produzione di costosi oggetti senza prospettive di mercato. Tutto questo non è più accettabile nel nuovo paradigma industriale 4.0, e la risposta alle problematiche dell’approccio classico arrivano dalle nuove tecnologie di simulazione avanzata.
Tra gli strumenti più potenti a nostra disposizione compare l’Analisi FEM.
L’Analisi FEM mette a disposizione dell’ingegnere un laboratorio virtuale dove calcolare il comportamento di un prodotto in tutte le sue sfaccettature. Tutto ciò prima ancora della produzione di un oggetto fisico, e con la possibilità di analizzare il comportamento di ogni componente nel suo interagire con il resto del sistema, cosa molto difficile da ottenere in laboratorio. Soprattutto diventa possibile guardare dentro gli oggetti, studiando come carichi e deformazioni si distribuiscono al loro interno, ottenendo fondamentali informazioni un tempo impossibili da reperire.
Ma il contributo maggiore del calcolo FEM sta nella sua capacità di indirizzare il progettista verso il miglioramento del prodotto senza dover ricorrere a innumerevoli prototipi.
Ad ogni iterazione di progetto, l’ingegnere può verificare direttamente nell’ambiente virtuale la bontà dei cambiamenti applicati. Sebbene il riscontro fisico e le prove sperimentali siano sempre il passo finale di una campagna di sviluppo, con l’Analisi FEM è possibile individuare con precisione i trend di miglioramento dovuti ad una modifica del prodotto. Anche quando il risultato di una simulazione non rispecchia totalmente il comportamento reale dell’oggetto, è sempre possibile trovare la via da imboccare per il miglioramento del prodotto finale.
A questo punto occorre porsi una semplice domanda: come può questo innovativo strumento aiutare la vostra azienda nello sviluppo di un prodotto?
L’applicazione di metodologie di calcolo FEM risulta fondamentale non solo nei sistemi ad alto contenuto tecnologico. Scoprite con noi come la FEM può essere applicata con successo alle più varie aree industriali, e come ottenere il meglio dall’esperienza di un analista FEM.
Alberto F. SETTE