Progettazione avanzata e produzione integrata di materiali compositi

Progettare componenti più leggeri, resistenti e performanti richiede strumenti specifici. Con CATIA sulla piattaforma 3DEXPERIENCE, le aziende possono gestire la progettazione dei materiali compositi, verificarne la producibilità e migliorare la collaborazione tra ufficio tecnico e produzione.

La progettazione dei materiali compositi diventa digitale

I materiali compositi, come quelli rinforzati con fibra di carbonio o fibra di vetro, sono sempre più utilizzati nei settori in cui leggerezza, resistenza meccanica e prestazioni rappresentano fattori competitivi fondamentali.

Aerospazio, automotive, nautica, energia e produzione di attrezzature industriali richiedono componenti complessi, progettati per soddisfare requisiti specifici e garantire elevati standard qualitativi.

La progettazione di questi componenti presenta sfide particolari: occorre definire con precisione gli strati del laminato, l’orientamento delle fibre, le sequenze di sovrapposizione e la geometria di ogni elemento, considerando fin dalle prime fasi le esigenze del processo produttivo.

Le soluzioni CATIA per i compositi, disponibili nell’ecosistema 3DEXPERIENCE di Dassault Systèmes, offrono strumenti dedicati per affrontare queste complessità, integrando progettazione 3D, analisi e preparazione alla produzione in un processo digitale coordinato.

CATIA Composites: dal modello 3D alla definizione degli strati

La progettazione di un componente in materiale composito non si limita alla definizione della geometria esterna. È necessario descrivere anche la struttura interna, le proprietà dei materiali e la disposizione dei singoli strati, o ply.

Le funzionalità dedicate ai compositi consentono di sviluppare il progetto attraverso differenti approcci, in funzione della geometria del componente e delle esigenze progettuali.

Tra le principali attività supportate troviamo:

• Definizione dei laminati: gestione delle zone, degli strati e delle relative sequenze di sovrapposizione.
• Orientamento delle fibre: definizione delle direzioni di posa in funzione dei requisiti del componente.
• Generazione automatica degli strati: creazione e gestione dei ply a partire dalle definizioni progettuali.
• Modellazione tridimensionale: rappresentazione della struttura composita e verifica della geometria.
• Documentazione tecnica: produzione di informazioni utili alla verifica del progetto e alla successiva industrializzazione.

Queste funzionalità aiutano i progettisti a gestire componenti complessi con maggiore coerenza, riducendo le attività manuali e facilitando il controllo delle modifiche.

Verificare la producibilità già durante la progettazione

Un componente composito deve essere non soltanto funzionale, ma anche concretamente realizzabile con il processo produttivo previsto.

La piattaforma 3DEXPERIENCE supporta l’analisi della producibilità, permettendo di valutare aspetti quali il comportamento delle fibre, la geometria degli strati e le possibili criticità nella loro applicazione.

Anticipare queste verifiche consente di individuare più facilmente eventuali problemi, limitando le correzioni nelle fasi successive e migliorando il collegamento tra progettazione e produzione.

La disponibilità di strumenti per la preparazione dei dati produttivi, la generazione delle geometrie sviluppate e la creazione della documentazione specifica facilita inoltre il passaggio dal progetto digitale alla realizzazione fisica.

Progettazione, simulazione e produzione in un unico processo digitale

Uno dei principali vantaggi dell’approccio 3DEXPERIENCE è la possibilità di integrare le diverse attività di sviluppo del prodotto.

La progettazione dei compositi può essere collegata alle attività di simulazione strutturale e alla preparazione del processo produttivo, favorendo una valutazione più completa delle prestazioni del componente.

L’integrazione con le soluzioni SIMULIA, in base alle applicazioni e alle licenze disponibili, consente di analizzare il comportamento delle strutture composite e di valutare differenti configurazioni progettuali.

La collaborazione tra progettisti, specialisti della simulazione e responsabili della produzione contribuisce a mantenere allineate le informazioni e a gestire in modo più efficace le modifiche durante il ciclo di sviluppo.

I vantaggi per le aziende manifatturiere

L’adozione di strumenti dedicati alla progettazione dei materiali compositi può offrire benefici concreti lungo l’intero processo di sviluppo:

• Riduzione dei tempi di progettazione, grazie all’automazione di attività ripetitive e alla gestione strutturata degli strati.
• Maggiore controllo del progetto, attraverso una definizione coerente di geometrie, materiali e sequenze di laminazione.
• Anticipo delle verifiche di producibilità, per individuare possibili criticità prima dell’avvio della produzione.
• Riduzione delle rilavorazioni e dei prototipi fisici, quando le verifiche digitali permettono di prevenire errori.
• Migliore collaborazione tra ufficio tecnico e produzione, grazie alla condivisione delle informazioni di progetto.
• Gestione più efficiente delle modifiche, con informazioni aggiornate e collegate durante le diverse fasi di sviluppo.

I risultati dipendono dalla complessità del prodotto, dai processi aziendali e dalle funzionalità effettivamente implementate.

I settori applicativi dei materiali compositi

Le soluzioni CATIA e 3DEXPERIENCE per i compositi trovano applicazione in diversi comparti industriali.

Aerospazio e difesa

Per la progettazione di strutture leggere e componenti ad alte prestazioni, dove la gestione accurata dei laminati e la verifica dei requisiti sono essenziali.

Automotive e mobilità

Per lo sviluppo di componenti strutturali e parti alleggerite, con l’obiettivo di ottimizzare il rapporto tra peso, resistenza e prestazioni.

Navale e offshore

Per la progettazione di strutture e componenti destinati ad applicazioni marine, dove geometrie complesse e requisiti di durabilità richiedono un’attenta gestione dei materiali.

Energia e industria

Per componenti tecnici e strutture realizzati con materiali compositi, progettati in funzione delle sollecitazioni e delle condizioni operative previste.

Design Systems: il partner per la progettazione digitale

Design Systems, Platinum Partner di Dassault Systèmes, supporta le aziende nell’adozione delle soluzioni CAD, PLM e di progettazione digitale per migliorare i processi di sviluppo del prodotto.

Grazie alle competenze sulle piattaforme CATIA e 3DEXPERIENCE, Design Systems affianca le imprese nella valutazione delle soluzioni più adatte alle proprie esigenze, offrendo consulenza, formazione e supporto tecnico.

L’obiettivo è aiutare l’ufficio tecnico a sfruttare le potenzialità della progettazione digitale, migliorando l’integrazione tra geometria, dati tecnici e processi aziendali.

Vuoi approfondire le soluzioni 3DEXPERIENCE per i compositi?

Se la tua azienda progetta componenti in fibra di carbonio, fibra di vetro o altri materiali compositi, scopri come le funzionalità CATIA possono supportare la progettazione, la verifica e la preparazione alla produzione.

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