Nel settore aerospaziale la progettazione di componenti strutturali richiede un equilibrio preciso tra diversi fattori, come ad esempio: riduzione del peso, prestazioni meccaniche e sostenibilità economica. Il confronto tra diversi metodi produttivi porta a pensare che le metodologie tradizionali spesso comportano lunghi cicli iterativi tra progettazione e produzione, rallentando l’innovazione. Quando si parla di efficienza dei componenti, minimizzare il peso è essenziale per ottenere prestazioni ottimali e la riduzione del peso è fondamentale per l’efficienza del carburante e per ridurre i costi operativi nel settore aerospaziale.
Le sole staffe, che si contano a migliaia per aeromobile, rappresentano un’importante opportunità di riduzione del peso e di risparmio a lungo termine. Ad esempio, dimezzare il peso delle staffe del 50% potrebbe ridurre il peso totale di un aeromobile di 1.000-10.000 kg: per dare un’idea, ciò equivale a risparmiare fino al 23,4% del peso a vuoto di un velivolo come un Airbus A320.
Il caso studio
La storia parla di una staffa strutturale per aeromobili, sviluppata con Potez Aéronautique.
I componenti iniziali erano stati progettati tenendo conto del processo di lavorazione a 3 assi, con conseguente aumento del peso dei componenti, che richiedevano due pezzi separati e una fase di assemblaggio aggiuntiva. Per ottimizzare l’efficienza e ridurre il peso, il team di Potez Aéronautique ha cercato di esplorare nuove opportunità praticabili e ha trovato una strada proficua utilizzando il software Cognitive Design e mettendo a confronto due metodi produttivi (AM e CNC), ha potuto effettuare una valutazione del rapporto costo/beneficio del progetto realizzato in due diverse modalità.
Per Potez Aeronautique, i vantaggi consistono nel consolidare processi utili a ridurre il cosiddetto tempo di esplorazione progettuale che, in questo caso, è diminuito fino all’85% (da 189 ore a 28 ore) rispetto ai metodi CAD tradizionali.
La progettazione cognitiva ha aiutato gli ingegneri di Potez Aéronautique a prendere decisioni più rapide e basate sui dati, eliminando i ritardi dei metodi di progettazione tradizionali. Questo studio quindi apre la strada a una progettazione più agile ed efficiente, contribuendo allo sviluppo di strutture aerospaziali leggere, efficienti dal punto di vista del consumo di carburante ed economicamente vantaggiose.
L’utilizzo di Cognitive Design da parte di Potez Aéronautique, per accelerare l’esplorazione progettuale della staffa strutturale per aeromobili, è stato messo a punto confrontando la produzione additiva (AM) e la lavorazione CNC.
Integrando l’ottimizzazione topologica, la progettazione guidata dalla simulazione (SDD) e la progettazione guidata dalla produzione (MDD) in un flusso di lavoro unificato, gli ingegneri di Potez Aéronautique sono stati in grado di generare, valutare e perfezionare rapidamente molteplici scenari di progettazione. Questo approccio ha garantito che il progetto finale fosse leggero, producibile ed economicamente vantaggioso fin dalle prime fasi.
Il risultato
L’utilizzo del software Cognitive Design ha permesso a Potez Aéronautique di ottenere:
- Riduzione dell’85% dei tempi di esplorazione del progetto rispetto ai flussi di lavoro CAD tradizionali
- Decisioni progettuali più rapide e consapevoli, basate su compromessi strutturali ed economici
- Validazione senza intoppi della fattibilità produttiva, riducendo al minimo passaggi costosi
- Analisi integrata dei costi, che consente agli ingegneri di prendere decisioni informate fin dall’inizio
Vuoi scoprire di più sull’alleggerimento dei componenti e la progettazione, utilizzando Cognitive Design in additive manufacturing?
