Scopri come Solid Edge semplifica la progettazione e produzione di componenti e prodotti in lamiera.
Da secoli, la manipolazione della lamiera è un’arte tramandata. Oggi, la trasformazione di fogli piatti in intricati componenti è fondamentale per una vasta gamma di prodotti.
L’avvento delle macchine a controllo numerico ha rivoluzionato il processo, migliorandone l’efficienza e la capacità di creare componenti leggeri e efficienti. La lamiera è presente ovunque, sia come parte integrante di un prodotto che costituisce la sua struttura principale.
Tuttavia, la progettazione di parti in lamiera è una sfida unica per gli ingegneri e i progettisti.
Partendo da un semplice foglio, creare una forma che soddisfi i requisiti di progettazione richiede abilità e attenzione ai dettagli. Inoltre, i requisiti di produzione, come il taglio con laser, la punzonatura, la saldatura e l’assemblaggio, introducono ulteriori complessità.
Fortunatamente, le moderne applicazioni software di progettazione 3D forniscono strumenti avanzati per affrontare queste sfide. Questi software consentono di creare geometrie complesse, aggiungere caratteristiche specifiche delle lamiere e lavorare con la specifica del materiale come riferimento. Tutto ciò avviene all’interno dell’ambiente CAD, dove è possibile modellare le parti in 3D e gestire collisioni e interferenze.
Nel nostro viaggio attraverso il mondo della progettazione delle lamiere, esploreremo quattro aspetti chiave da tenere in considerazione.
1) La chiave per la progettazione delle lamiere: sviluppo piano e modello 3D
Nel mondo della progettazione delle parti in lamiera, l’importanza dello sviluppo piano è innegabile. È il fondamento su cui poggiano tutti i progetti di lamiera, poiché garantisce che le forme complesse possano essere trasformate in componenti fisici senza problemi. Senza uno sviluppo piano accurato, si rischia di creare forme che sembrano corrette in teoria ma si rivelano impossibili da realizzare nella pratica.
Lo sviluppo piano non è solo un punto di partenza, ma una guida costante nel processo di progettazione e produzione. Fornisce la possibilità di “stendere” il componente in qualsiasi momento, consentendo una verifica continua della sua fattibilità.
Inoltre, lo sviluppo piano è cruciale per la documentazione del processo di fabbricazione e per l’inserimento dei dati necessari nelle macchine coinvolte. È la chiave per la pianificazione delle operazioni di taglio, piegatura e formatura. Le informazioni contenute nello sviluppo piano sono la base per la creazione di pezzi grezzi tramite tecnologie di taglio laser o a getto d’acqua. Inoltre, le posizioni di piegatura, curvatura e stampaggio devono essere chiaramente definite, indipendentemente dal tipo di macchina utilizzata, che sia manuale o a controllo numerico.
Guardando oltre la produzione diretta, lo sviluppo piano e il modello 3D svolgono un ruolo fondamentale nella preparazione di ciascuna fase nello sviluppo di stampi progressivi. Una precisa versione appiattita e un modello 3D sincronizzato sono cruciali per garantire il successo di ogni fase del processo.
2) Sfruttare i dati di terze parti per ottimizzare la progettazione delle lamiere
Nel complesso mondo della progettazione delle parti in lamiera, un ostacolo comune, soprattutto quando si tratta di subappalti o all’interno della catena di fornitura, è l’acquisizione di componenti in lamiera provenienti da terze parti in una forma piegata. Spesso, i sistemi possono tradurre la geometria di tali modelli, ma al momento dell’importazione, l’utente si trova privato di qualsiasi informazione su come la parte debba essere ripiegata.
Tuttavia, gli strumenti di ultima generazione stanno aprendo nuove opportunità. Consentono di lavorare con dati “non intelligenti” e di ridefinire le caratteristiche essenziali, facilitando sia le modifiche di progettazione che la creazione dello sviluppo piano, rendendo il processo di integrazione di parti in lamiera esterne più agevole e produttivo.
3) Validazione integrata: garantire la precisione nella progettazione delle lamiere
Nella progettazione di componenti in lamiera, spesso ci si affida a una combinazione di intuizione, esperienza passata e conoscenza dell’applicazione. I professionisti esperti nel settore possono vantare una sovrabbondanza di tali abilità, ma chi ha meno esperienza potrebbe trovarsi in difficoltà. Questa sfida può emergere quando si introducono nuovi membri nel team di progettazione o quando si decidono di incorporare componenti in lamiera in una linea di prodotti già consolidata.
In entrambi i casi, è imperativo fare affidamento sui migliori strumenti disponibili, compresi quelli per la validazione dei progetti. Questi strumenti possono comprendere test di piegatura e dispiegamento semplici o approcci più avanzati basati sull’analisi agli elementi finiti (FEA). Ancora una volta, i sistemi che integrano metodi appositamente progettati per adattarsi alla natura basata su fogli delle parti in lamiera, con particolare attenzione a strumenti di simulazione dotati di tecniche di modellazione di elementi shell, dimostrano di essere i più vantaggiosi sia in termini di facilità d’uso che di affidabilità dei risultati.
4) Chiusura del cerchio: documentazione del processo di progettazione delle lamiere
Nella fase conclusiva del processo, dopo aver completato la progettazione, le iterazioni e ottenuto l’approvazione per le forme piegate e appiattite, giunge il momento della documentazione. In questa fase, è possibile creare disegni che documentino il processo di fabbricazione e assemblaggio, fornendo allo stesso tempo informazioni cruciali per la documentazione di servizio.
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SOLID EDGE E LA LAVORAZIONE DELLE LAMIERE
La Progettazione di Parti in Lamiera con Solid Edge: Sfruttare il Modello 3D di Base come Fondamento per la Forma del Componente
Una volta che il modello di base è stato creato, si può sfruttare per “avvolgere” la lamiera intorno ad esso. Questo permette di definire chiaramente il punto di piegatura e separazione degli spigoli, mantenendo intatti tutti i parametri di produzione. I veri vantaggi di questa metodologia emergono quando si rende necessaria una modifica di progettazione. Il corpo sottostante può essere rapidamente modificato, e le modifiche si propagheranno attraverso la creazione del derivato in lamiera.
Oltre alle tipiche funzionalità di modellazione basata su cronologia e feature, Solid Edge si distingue grazie alla tecnologia sincrona. Questa combinazione di modellazione diretta con una gestione intelligente e dinamica delle relazioni offre specifici vantaggi nella modifica delle forme in lamiera rispetto agli approcci tradizionali basati sulla cronologia.
Per esempio, grazie all’integrazione dei dati delle regole relative alle lamiere, come i raggi di piega e i materiali a spessore costante, è possibile selezionare rapidamente facce e spigoli e posizionarli senza dover passare attraverso lunghe modifiche di feature nel flusso cronologico. Questa funzionalità risulta particolarmente utile quando si creano parti in lamiera che devono conformarsi ad altri componenti in un assembly. Flange e altre feature possono essere “agganciate” rapidamente alla geometria di riferimento già esistente, eliminando la necessità di creare uno schizzo del profilo e poi eseguire estrusioni o rotazioni per raggiungere le dimensioni desiderate.
Inoltre, le regole “Live” e i vincoli dimensionali di Solid Edge consentono di bloccare o parametrizzare queste relazioni, in modo che si aggiornino automaticamente durante le modifiche di progettazione, senza preoccuparsi di come il modello sia stato creato inizialmente.
Massimizzare l’efficienza del Nesting 2D per una produzione sostenibile con Solid Edge
In molti contesti, l’impiego del software di nesting rappresenta un’accelerazione notevole rispetto all’approccio manuale. In un singolo progetto, ciò può tradursi in un modesto risparmio di tempo, ma tale vantaggio si moltiplica considerevolmente quando si considera l’impiego di più utenti e progetti simultanei.
Inoltre, man mano che la complessità e la quantità di forme aumentano, il nesting manuale può rivelarsi lungo e intricato. L’automazione del processo tramite software offre un notevole risparmio di tempo, semplificando il lavoro degli utenti.
Il software di nesting 2D ha un’altra caratteristica di rilievo: l’estrazione automatica dei dati di sviluppo lamiera dai file CAD. Ciò elimina il dispendioso processo di aprire manualmente ogni file, salvarlo come sviluppo lamiera e chiuderlo.
L’efficacia di questa metodologia si evidenzia anche in una significativa riduzione dei costi dei materiali e degli sprechi. Il nesting 2D si impegna a massimizzare l’utilizzo del materiale, riducendo al minimo gli scarti. Questo comporta rifornimenti meno frequenti di materiali, contribuendo a ridurre i costi complessivi e a promuovere una maggiore sostenibilità ambientale.
La riduzione degli sprechi può essere ottenuta attraverso diverse strategie:
• Utilizzo più efficiente delle scorte di magazzino, come l’inserimento di elementi in ritagli più grandi.
• Raggruppamento di elementi simili, consentendo di raccogliere intelligentemente gli sviluppi lamiera in base al tipo di materiale.
• Raggruppamento di più attività, come la combinazione di materiali simili provenienti da diversi progetti.
• Utilizzo di pezzi grezzi di forma irregolare e riutilizzo del materiale di scarto, favorendo l’utilizzo di estremità e avanzi.
Che si tratti di pelle o lamiera per scarpe o navi, il nesting 2D è un alleato per migliorare la qualità, risparmiare tempo e denaro. Questa efficienza si riflette direttamente sul fatturato, consentendo di acquisire più ordini, ridurre i costi delle materie prime e aumentare la produttività complessiva.
Solid Edge 2D Nesting, parte del portafoglio Xcelerator di Siemens Digital Industries Software, è uno strumento potente progettato per generare layout ottimizzati per il taglio bidimensionale di vari materiali di fabbricazione, tra cui lamiera, plastica, legno, tessuto e tessuti. Offre un controllo completo delle impostazioni necessarie per soddisfare diverse tecnologie di taglio e materiali. Con un’interfaccia utente intuitiva, facilita la selezione di quantità di pezzi, dimensioni dei fogli lamiera e rotazione delle parti. Un aspetto fondamentale del nesting 2D è la capacità di specificare la direzione della fibra del materiale delle parti, il che è particolarmente utile per le parti che richiedono successivamente operazioni di formatura. Solid Edge 2D Nesting può essere facilmente integrato in Solid Edge Mechanical Design ed è compatibile con vari formati di file, inclusi DXF e DWG, e consente l’estrazione automatica dei dati di sviluppo lamiera dai file CAD.
È arrivato Solid Edge 2024: la nuova frontiera della progettazione della lamiera
Solid Edge 2024 è creato per portare la progettazione e la produzione di componenti o prodotti in lamiera a un livello completamente nuovo, offrendo una serie di nuove funzionalità e miglioramenti che renderanno il tuo lavoro più efficiente, preciso e collaborativo che mai.
In questa nuova versione, Solid Edge 2024 introduce feature di modellazione di lamiera avanzata. Il software offre un ambiente potenziato per la modellazione di lamiera, con strumenti avanzati che semplificano la creazione e la modifica di forme complesse. La progettazione di parti lamellari, tagli e piegature diventa più intuitiva che mai.
Un’altra novità è la simulazione del processo di piega. Grazie a una simulazione accurata dei processi di piegatura, puoi prevedere e prevenire problemi durante la produzione, garantendo che i progetti di lamiera siano pronti per la fabbricazione fin dall’inizio. A questo si aggiunge l’unione automatica di flange, consentendo così di risparmiare tempo e minimizzare gli errori durante la creazione di flange e la loro unione.
Una delle innovazioni più significative però è la Gestione delle Lamiere, che introduce un sistema altamente organizzato per gestire parti di lamiera, schemi di taglio e distinte base offrendo un controllo completo del processo di lavorazione, migliorando così l’efficienza.
Solid Edge 2024 supporta anche la Produzione Additiva, generando automaticamente supporti per la stampa 3D di componenti in lamiera e ottimizzando i progetti per la produzione additiva.
La Guida Intelligente di Punzonatura e Piegatura invece aiuta i reparti di progettazione e produzione a creare facilmente percorsi di strumento e sequenze di piegatura in modo efficiente.
Grazie a Solid Edge 2024 i professionisti possono ridefinire il modo in cui lavorano componenti e prodotti in lamiera sempre più complessi e sofisticati, grazie a soluzioni avanzate per vincere sfide complesse in modo efficiente e preciso.
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