Stampa 3D o progettazione integrata?

Come in ogni settore industriale, anche i produttori di beni durevoli subiscono forti pressioni per fornire ai propri clienti prodotti migliori in tempi più rapidi. Per restare al passo con l’evoluzione dei consumi, le aziende devono essere agili e snelle per cogliere le nuove opportunità più velocemente dei concorrenti. Non si tratta di rincorrere le mode, quanto piuttosto di fare innovazione e sfruttare le tecnologie più avanzate per velocizzare la progettazione dei prodotti, tutto questo rispettando leggi e normative di settore sempre più articolate e assicurandosi di fornire prodotti di alta qualità

di Russell Brook, Marketing Director EMEA, Mainstream Engineering di Siemens PLM Software

La stampa 3D viene spesso indicata come la tecnologia fondamentale per accelerare le tempistiche di progettazione e sta diventando un elemento chiave in produzione, oltre che per la prototipazione. Airbus e Boeing, per esempio, la utilizzano per ridurre i costi e gli sprechi nella fabbricazione di componenti per i loro aerei commerciali. Ma, per ottenere il massimo beneficio da nuove tecnologie come la stampa 3D, soprattutto nel campo dei beni di consumo durevoli, è importante avere un sistema di progettazione e produzione integrato che favorisca la collaborazione e garantisca la precisione e l’affidabilità lungo tutto il processo di fornitura. In questo modo, il prodotto creato sarà esattamente quello che l’azienda intendeva progettare e potrà essere realizzato in tempi più veloci, senza il rischio di richiami costosi e danni all’immagine.

Inoltre, il mercato potrebbe richiedere un prodotto più “intelligente” rispetto al passato. L’Internet of Things sta entrando ormai in moltissimi prodotti e apparecchiature per la casa, grazie a sensori che rilevano parametri ambientali quali temperatura e pressione, monitorano l’utilizzo e forniscono informazioni utili alle case produttrici per analizzare eventuali problemi e persino prevenire possibili guasti. Questi prodotti intelligenti e connessi comportano naturalmente maggiori sfide in termini di progettazione e produzione. Sono infatti richiesti progetti elettromeccanici più complessi che integrino sensori ed elettronica in prodotti originariamente analogici, senza aumentare i costi.

Trarre vantaggio da questi sviluppi tecnologici (e far fronte alle nuove esigenze del mercato) è più facile se si dispone di un sistema di progettazione integrato che copre tutto il ciclo di sviluppo, dall’idea alla prototipazione, passando per la progettazione fino alla produzione. Il Gruppo SEB (meglio noto per i marchi Krups, Moulinex e Tefal) è passato da 140 lanci di prodotto all’anno a 200, con un incremento del 43%, grazie all’utilizzo del software CAD, Solid Edge, integrato nel sistema PLM. Il software ha contribuito anche ad aumentare la flessibilità dei processi produttivi. Grazie all’accessibilità diffusa del PLM su diversi dispositivi, tutti gli addetti del gruppo possono condividere informazioni e conoscenze e restare allineati agli standard e alle politiche aziendali. Grazie a questo approccio l’organizzazione è passata da singoli gruppi di lavoro impegnati nello sviluppo di nuovi prodotti all’adozione di processi trasversali a tutte le discipline. Il Gruppo SEB comprende oltre 20 marchi in diverse regioni; mentre in passato queste realtà erano separate, oggi possono condividere informazioni, competenze e processi

Zumex ha avuto benefici analoghi, accelerando lo sviluppo dei propri sistemi spremiagrumi: l’azienda ha dimezzato i tempi di sviluppo con Solid Edge. Migliorando la collaborazione fra diversi reparti, le migliorie apportate ai prodotti sono state estese facilmente ai modelli sia domestici sia professionali. Inoltre l’azienda ha potuto mostrare i nuovi prodotti molto tempo prima che fossero effettivamente pronti per la commercializzazione, grazie a visualizzazioni ad alta definizione e prototipi virtuali. Queste risorse si sono rivelate preziose per formare i propri addetti commerciali e i rivenditori, gettando solide basi per l’attività commerciale.

Il primo passo per velocizzare i tempi di commercializzazione è aumentare la produttività con un sistema che offra strumenti ottimizzati per accelerare ogni singola fase del processo, mantenendo intatta la precisione. Questi strumenti devono essere integrati fra loro per accompagnare l’azienda lungo tutto il processo. Quando si progetta con il CAD 3D, ad esempio, la tecnologia sincrona di Solid Edge semplifica e velocizza la creazione e la modifica di modelli 3D.  Unendo la velocità e la semplicità della modellazione diretta con la flessibilità e il controllo della tecnologia sincrona di progettazione parametrica, è possibile creare velocemente nuovi progetti concettuali, rispondere facilmente alle richieste di modifica e aggiornare simultaneamente tutte le parti di un assieme. Grazie a questa flessibilità in progettazione si possono eliminare le attività di pianificazione preliminare ed evitare errori nelle feature, problemi di ricostruzione del modello e lunghi rifacimenti. La tecnologia sincrona consente inoltre di trattare i modelli realizzati con altri CAD 3D come se fossero file nativi, favorendo la collaborazione diretta con fornitori e partner.

Per gestire la crescente complessità elettromeccanica dei progetti, serve un sistema per fare la prototipazione sia della parte elettrica sia del progetto meccanico, con un set completo di strumenti di modellazione. Questi strumenti devono andare oltre la progettazione di parti e assiemi, mettendo a disposizione applicativi specializzati per la progettazione di telai, le operazioni di saldatura, la progettazione stilistica, i cablaggi, gli schemi elettrici, le distinte di taglio con distinte base precise per il prodotto e altro ancora. Questi applicativi devono essere progettati per svolgere attività specifiche. Per questo motivo sono definiti applicativi per processi specifici: perché forniscono all’utente solo gli strumenti e le operazioni necessarie per svolgere un determinato compito. Le informazioni fluiscono poi automaticamente lungo il processo di progettazione, in modo che i dati di progetto originali possano essere utilizzati per preparare i manuali e la documentazione di supporto, con costi inferiori e maggiori dettagli. Si possono tracciare i componenti, anche se le specifiche cambiano (perché la distinta dei componenti viene aggiornata automaticamente), migliorando il controllo dell’inventario. Questo approccio è utile per l’assistenza e la manutenzione dei prodotti dopo la consegna, oltre a offrire una chiara visione dei prodotti interessati da difetti o richiami.

La stampa 3D è gestita sempre più spesso in casa piuttosto che affidata a studi specializzati o alla costruzione di prototipi fisici. Cercate un sistema di progettazione che vi consenta di inviare i file direttamente alla stampante 3D per verificare il progetto e realizzare il prototipo senza che i vostri ingegneri debbano diventare esperti nella gestione delle stampanti 3D. In questo modo non solo si aumenta l’efficienza degli addetti nelle mansioni che già svolgono in fase di progettazione, ma si crea anche un contesto che contribuisce a migliorare la progettazione del prodotto finale. Ad esempio, gli ingegneri possono verificare se le parti si accoppiano correttamente e se l’estetica è quella desiderata, fin dalle primissime fasi del progetto, quando eventuali modifiche possono essere effettuate a costi contenuti. Le risorse che venivano impegnate nell’attesa dei prototipi fisici possono essere investite in attività che contribuiscono a differenziare il prodotto dalla concorrenza.

Un’attività che consente di differenziare il proprio prodotto, ad esempio, è il design industriale. Alcuni dei maggiori produttori di elettrodomestici stanno sviluppando prodotti di fascia alta che si rivolgono a clienti alla ricerca di prodotti più sofisticati (spesso con prezzi e quindi margini superiori). Per questi prodotti “premium” servono progetti industriali “premium” e, se un’azienda è disposta a pagare un progettista industriale di alto livello, avrà bisogno anche di un sistema che consenta di ricavare il massimo valore dai progetti realizzati. Per fare ciò è necessario inserire nel software di progettazione gli schizzi 2D originali e trasformarli in modelli 3D con la garanzia di poterli poi produrre rispettando l’intento progettuale. Così facendo si ottiene una risorsa aggiuntiva: prototipi virtuali che aiutano a valutare e commercializzare il prodotto prima che venga realizzato. Un modello 3D fotorealistico che può essere animato e mostrato “in azione”, anche su dispositivi mobili come tablet e smartphone, è uno strumento fantastico per avere un riscontro dal cliente e organizzare le promozioni commerciali prima di investire un solo euro nella produzione.

I progettisti industriali non sempre tengono conto della possibilità di realizzare davvero un oggetto, pertanto quando si sviluppa il progetto per ottenere l’estetica creata dal designer, è doveroso pensare a tutto: la continuità delle curve fra diversi materiali, le linee lasciate dallo stampaggio a iniezione, la necessità di un’analisi cinematica e a elementi finiti per verificare che i materiali e il progetto nel suo complesso offrano le prestazioni desiderate. Per fare ciò serve un sistema che vada dallo schizzo iniziale al progetto concettuale, passando per il modello 3D e la progettazione finalizzata alla produzione, fino alla gestione dei progetti dopo la consegna del prodotto. Tutto ciò deve essere gestito all’interno di un unico flusso di lavoro nel quale possa confluire tutto ciò che avete imparato da altri team e con altri prodotti.  Questo approccio consente in ultima analisi di arrivare più velocemente sul mercato, risparmiare denaro… E realizzare il progetto nel modo giusto al primo tentativo!

Le Nuove Frontiere della Manifattura Additiva | 20 GIUGNO 2018

 L’evento di NewsImpresa dedicato a stampa 3D e manifattura additiva presso il Laboratorio TE.SI.