Serie di webinar on-demand:

Ingegneria computazionale integrata dei materiali: i vantaggi per le aziende manifatturiere italiane

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La soluzione 10xICME integra gli strumenti della scienza computazionale dei materiali in un sistema olistico che accelera lo sviluppo dei materiali, trasforma il processo di ottimizzazione della progettazione ingegneristica e collega in modo efficace la progettazione e la produzione. Combinando una suite completa di 10 tecnologie e servizi consolidati e sviluppati in 17 anni di continua innovazione, 10xICME sta ridefinendo il modo in cui si progettano e si sviluppano i materiali.

I dieci elementi fondamentali ICME:

1/10: Sviluppo virtuale dei materiali 2/10: Virtual Material Testing
3/10: Material Lifecycle Management 4/10: Material eXchange
5/10: Compliance & Sostenibilità 6/10: Esplorare gli effetti del processo produttivo
7/10: Modellazione accurata dei materiali 8/10: Virtual Manufacturing
9/10: Material Intelligence (MI) 10/10: Digital Twin

I vantaggi principali di ICME:

  • Collegare divisioni interne all’azienda che hanno sempre lavorato in modo indipendente l’una dall’altra
  • Creare un "digital twin" dell'intera linea di produzione
  • Predire le prestazioni dei prodotti finali già in fase di concept
  • Personalizzare per scopi specifici materiali avanzati in base ai dati disponibili
  • Predire gli effetti di una specifica combinazione di materiali
  • Ridurre i tempi di sviluppo del prodotto collegando digitalmente tutte le parti della filiera
  • Accelerare in modo significativo i tempi di produzione dall'idea alla realtà
  • Trasformare le sfide di Industry 4.0, come la sostenibilità, in un'opportunità

Questo primo appuntamento della serie è trasversale e dedicato a tutte le industrie e applicazioni. Si tratta, in particolare, di argomenti orizzontali come:

Sostenibilità: Si può dire che i materiali sono ovunque nel mondo in cui viviamo. La conformità ambientale e sociale dei materiali è un panorama complesso e un aspetto critico per molte organizzazioni. L'integrazione diretta di iPoint's Compliance Application (iPCA) con MaterialCenter 2020 di MSC Software garantisce controlli di conformità ambientale robusti e immediati, con la funzionalità unica di combinare i materiali aziendali interni. Questa partnership ci permette di offrire controlli di conformità ambientale robusti e veloci ed è una capacità unica che combina la gestione e la conformità dei materiali aziendali con le ultime informazioni sulla legislazione come REACH e RoHS, il che permette il confronto delle proprietà dai dati fisici e di simulazione.

Digitalizzazione: Sviluppato come soluzione per memorizzare, proteggere, gestire e distribuire i dati dei materiali, il nostro software MaterialCenter è un sistema unico e leader mondiale per gestire i dati dei materiali. Consente di gestire modelli di materiali, dati e processi con piena tracciabilità. Una soluzione progettata per supportare le aziende nell'organizzare, proteggere e utilizzare il loro IP dei materiali e più in generale per digitalizzare i flussi di lavoro dei materiali. MaterialCenter è l'hub centrale che usiamo per gestire i dati dei materiali fisici e virtuali che condivide le informazioni, proteggendo la proprietà intellettuale. Trascurare le informazioni sui materiali può avere un impatto significativo sulla qualità del prodotto, sui costi e sui tempi di sviluppo. I leader industriali nell'era digitale stanno iniziando a intraprendere una strategia di digitalizzazione dei materiali per ridurre questo rischio.

Elettronica - Dalla costruzione di circuiti, all'imballaggio, fino alla produzione di massa di alloggiamenti, molte sfide nell'industria elettronica sono oggi affrontate utilizzando e combinando un vasto mix di materiali diversi. I progetti finali devono resistere a condizioni severe, che vanno dai carichi meccanici ai cicli di temperatura. Il ciclo di progettazione di prodotti di consumo come telefoni cellulari, televisori a schermo piatto, ecc. è estremamente breve e si basa molto sulle prestazioni avanzate dei materiali per ottenere prodotti più piccoli e sottili con proprietà estetiche e meccaniche piacevoli. Un processo di progettazione efficiente necessita quindi di un insieme predittivo di strumenti di simulazione numerica in cui Digimat gioca un ruolo fondamentale.

Nell'industria automobilistica, il crescente interesse dei clienti per la mobilità elettrica e più verde e la forte pressione per ridurre le emissioni di CO2 hanno spostato il lightweighting in primo piano nel processo di sviluppo. Per progettare efficacemente strutture più leggere, gli ingegneri automobilistici devono affrontare le sfide uniche associate alla simulazione di componenti strutturali in plastica.

Il comportamento e le prestazioni di queste parti in plastica sono direttamente legati all'orientamento locale delle fibre e alle proprietà anisotrope del materiale che ne derivano e che variano in ogni punto della parte. Questi orientamenti locali delle fibre sono una funzione del processo di stampaggio a iniezione e sono ciò che porta il materiale ad avere una rigidità e una resistenza alle sollecitazioni e alle deformazioni unica in ogni punto della parte.

Per prevedere accuratamente la rigidità e resistenza delle parti in plastica strutturale, è necessario prendere in considerazione l'anisotropia dei materiali, le non linearità, il tasso di deformazione e gli orientamenti locali delle fibre. Altrimenti, imprevisti cedimenti o obiettivi mancati durante i test di validazione possono portare a costi in termini di tempo e denaro.

e-Xstream offre l'esperienza e gli strumenti di cui l'industria automobilistica ha bisogno per progettare la prossima generazione di veicoli leggeri che utilizzano in modo avanzato i compositi e le plastiche strutturali. Utilizzando Digimat nel processo di progettazione durante la transizione dal metallo alla plastica o semplicemente ottimizzando ulteriormente le parti esistenti, si possono ottenere risparmi di peso fino al 40% e di costi fino al 20%. Digimat è utilizzato dai principali fornitori di materiali, Tier1 e OEM di tutto il mondo.

Digimat consente di:

  • Scegliere il materiale ottimale per il componente
  • Progettare con fiducia e aumentare la precisione delle analisi
  • Prendere in considerazione gli orientamenti locali delle fibre generati dallo stampaggio a iniezione o dal drappeggio e il loro effetto sulla risposta del materiale.
  • Ridurre il peso della parte, soddisfacendo I requisiti Co2 & CAFE
  • Risparmiare tempo e denaro eliminando costosi cambi di attrezzature in fase avanzata

Sfortunatamente, con il tradizionale approccio allo sviluppo e alla caratterizzazione dei materiali basato sui test, il ciclo di progettazione di nuovi materiali è molto più lungo del ciclo di progettazione di nuovi prodotti, e richiede migliaia di test costosi e lunghi. Il tempo per sviluppare e introdurre un nuovo sistema di materiali nel settore aerospaziale è spesso più di 10 anni dalla proposta alla produzione. Inoltre, il costo di un tale programma è elevato, data la quantità di test richiesti. Questi fattori hanno gravemente ostacolato lo sviluppo e l'implementazione di nuovi materiali. I test virtuali sono una parte della soluzione per rompere la curva dei tempi e dei costi e consentire l'uso di nuovi materiali nella progettazione.

A differenza dell'analisi classica dei laminati (First Ply Failure), Digimat fornisce capacità per catturare realisticamente il comportamento non lineare del materiale a livello microscopico per ogni fase, permettendo ai suoi utenti di espandere le proprietà note o progettare e ottimizzare interamente nuovi sistemi di materiali.

Vantaggi

  • Maggiore fiducia nel progetto poiché vengono considerate le proprietà non lineari di ogni fase. (Prodotti correlati: Digimat-MF, Digimat-FE)
  • Migliorare le prestazioni con risparmio di peso per qualsiasi struttura in polimero rinforzato con fibre continue (CFRP), fibre corte o strutture a sandwich.
  • Sviluppare una procedura di test virtuale completa per materiali e laminati.