Perfezionare i progetti grazie ai software di Ottimizzazione Topologica

Ottimizzazione Topologica

Le tecnologie di Additive Manufacturing sono una realtà in rapida crescita e diffusione anche in ambiente industriale. Esse permettono di costruire, strato dopo strato, componenti meccanici di diverse geometrie e in molteplici materiali.

A differenza delle tecnologie tradizionali, in cui ogni taglio, foro o lavorazione aggiuntiva implica un costo, per l’Additive Manufacturing costruire un modello più complesso non è necessariamente più oneroso, risultando quindi un’ottima opzione per la produzione di componenti evoluti e performanti. Ciò risulta fondamentale, specialmente in alcuni settori nei quali le richieste sono sempre più esigenti, ad esempio, per ridurre il peso, pur garantendo le adeguate performance meccaniche.

Software di Ottimizzazione Topologica

Ideare componenti ad elevata complessità è una sfida e le tecniche di progettazione tradizionali potrebbero non essere più sufficienti. Per un progettista diventa praticamente impossibile immaginarsi forme particolarmente evolute ed efficienti. Vengono quindi in aiuto i moderni software di Ottimizzazione Topologica. Questa tecnica permette, sfruttando appositi software, di definire la forma di un componente meccanico, riducendo il peso dove il materiale non è necessario e assicurando le proprietà meccaniche richieste dalle specifiche.

Il processo di ottimizzazione rimuove materiale, solitamente in modo iterativo, con l’obiettivo di massimizzare le performance del sistema. La tecnica si basa su analisi ad elementi finiti (FEA) in cui il componente da analizzare viene diviso in piccole porzioni. I software commerciali di ottimizzazione topologica solitamente si basano sul metodo SIMP che assegna ad ogni elemento del componente una densità, indicando quindi l’importanza strutturale di ogni porzione di esso. Questa matrice di elementi viene poi trasformata così da suggerire al progettista dove poter rimuovere materiale pur assicurando le adeguate performance.

Successivamente interviene il disegnatore che, coadiuvato dal software, è in grado di dare forma al componente alleggerito ed ottimizzato. I programmi di Ottimizzazione Topologica, un tempo specializzati e poco diffusi, sono ormai integrati all’interno di diverse suite CAD, permettendone un utilizzo sempre più frequente. Ormai le esigenti richieste del mercato obbligano a rivoluzionare sia la progettazione che la produzione per sottostare ai nuovi standard. Fino a qualche anno fa questo tipo di progettazione poteva sembrare un semplice esercizio teorico difficilmente realizzabile su componenti di produzione. Oggi, grazie alle tecnologie Additive, risulta possibile produrre oggetti complessi e leggeri, risparmiando tempi e materiali, aprendo quindi nuove possibilità.