Enviándolo con Siemens NX

Producto: NX Design
Industria: Bicicletas

Cómo un entusiasta de la bicicleta de montaña diseñó y fabricó su bicicleta personalizada de fibra de carbono desde cero con Siemens NX

Siemens no sólo ofrece productos a las grandes empresas, sino que también las pequeñas y medianas empresas e incluso los particulares pueden suscribirse y beneficiarse de la cartera de software y servicios Siemens Xcelerator. Así lo demuestra este caso:

Hace poco conocimos el proyecto de un alemán aficionado a la bicicleta de montaña, que se hace llamar Tío Bob, y su viaje, que empezó con una pantalla vacía y terminó con una bicicleta de montaña de fibra de carbono hecha a medida.

Debido a una lesión practicando ciclismo, el tío Bob necesitaba un nuevo proyecto para mantenerse entretenido. Es el fundador de una consultoría de ingeniería, por lo que poseía el software Siemens NX CAD y tenía experiencia con él. Así que, en su tiempo libre, empezó directamente a garabatear en Siemens NX con un enfoque de prueba y error y, con las semanas siguientes, sus ideas se convirtieron en un concepto sólido.

Bicicleta de montaña en el bosque
Bob estaba especialmente encantado con las abundantes e individuales opciones de visualización 3D que ofrecía NX, le permitían trabajar de forma creativa y ver el resultado realista de su diseño antes de construirlo.

En cuanto al diseño, el tío Bob ha optado por un enfoque en el que la forma sigue a la función: “Si algo ya parece que no va a durar, seguro que no durará durante las pruebas”.

¿Por qué NX?
Aparte del aspecto del diseño, realmente aprecia NX por la capacidad de probar y verificar sus datos de diseño CAD en herramientas de simulación de análisis de elementos finitos (FEA), que utiliza en su vida profesional diaria, así como con esta moto. “No me he arrepentido de la inversión en Siemens NX, ha merecido la pena y definitivamente me ha ayudado a facilitar los procesos. Antes de NX, tenía que copiar los datos manualmente de un programa a otro. La implantación de NX en Daimler hizo que empezara a buscar soluciones mejores.”

Así que se realizó un estudio de elementos finitos para someter el cuadro y la estructura a pruebas de estrés. Al fin y al cabo, las bicicletas de montaña de este tipo tienen que soportar grandes fuerzas físicas debido a los grandes saltos, el terreno suelto y las altas velocidades. ¡Y su bici lo hizo!

Por ejemplo, sus cálculos dieron como resultado que el cuadro alrededor del eje de pedalier puede soportar saltos o caídas con más de 6.000N. Para las zonas que no superaron las pruebas, se modificó la composición del material compuesto en Siemens NX y se añadieron capas adicionales para reforzarlas.

Empezar a construir con NX

Con un concepto sin defectos listo, diseñó un molde de inyección en Siemens NX que podría utilizar para producir las piezas de fibra de carbono. Gracias a las amplias funciones 3D de Siemens NX, pudo hacer el molde lo más pequeño y eficiente posible. Entonces empezó a trabajar en su garaje: Se moldeó un núcleo de cera que representa la geometría interior del bastidor de carbono. A continuación, envolvió la fibra de carbono y cerró el molde herméticamente. Utilizando vacío y alta presión se inyectó en el molde una renuncia endurecedora. Tras unas horas de templado, la resina se endureció y, al aumentar la temperatura, el núcleo de cera se fundió y salió. Ahora el marco estaba hecho. No se aplicó un barniz porque el tío Joe estaba seguro de que su construcción y los materiales utilizados eran suficientemente duraderos.

Después de eso, el marco fue hecho y el empezó a ensamblar todas las partes del marco hechas a la medida y las partes estándar compradas juntas. Unas semanas más tarde todo estaba hecho, una bicicleta de montaña extrema, que en conjunto sólo pesaba 17 kg, con el cuadro de carbono forjado personalizado construido por NX sólo tomando 3 kg parte de eso. Después de su primer viaje de prueba, Bob estaba más que impresionado:

“¡De locos! Los músculos de la cara doloridos por la sonrisa permanente. Sólo puedo decir: De ensueño. La moto me sienta como un guante”.

La fuerza de Siemens NX
Este caso empresarial muestra la accesibilidad, exactitud y capacidad de predicción de Siemens NX. Construir algo con fibra de carbono era una tarea que sólo los grandes fabricantes se planteaban hace apenas diez años. Con NX de Siemens, ahora incluso los diseñadores con talento pueden planificar y diseñar desde casa estructuras de carbono sin defectos.

Creación de empuñaduras de volante personalizadas para ayudar a los conductores a lograr el máximo rendimiento de los autos de carrera

Producto: NX
Industria:Automotriz y Transporte

El uso de la ingeniería inversa y el modelado de polígonos de NX permitió implementar cambios de diseño y producir nuevos agarres entre carreras, eliminando una posible distracción en la pista.Andrew Miller,
equipo de ingenieros de materiales avanzados Penske

Cumplir con los requisitos de diseño de ritmo rápido

Team Penske es uno de los equipos más exitosos en la historia de los deportes profesionales. Los autos de propiedad y preparados por Team Penske han producido más de 600 victorias en carreras importantes, más de 670 posiciones de privilegio y 43 campeonatos en competencias de carreras de autos deportivos, stock car y monoplazas. A lo largo de sus 56 años de historia, el equipo también obtuvo 18 victorias en las 500 Millas de Indianápolis, tres campeonatos de las 500 Millas de Daytona, una victoria en la Fórmula 1, victorias en las 24 Horas de Daytona y las 12 Horas de Sebring, además de una victoria en el Campeonato de Australia. legendaria carrera Bathurst 1000. En 2022, el equipo Penske compitió en la NTT INDYCAR SERIES, la NASCAR Cup Series y el Campeonato Mundial de Resistencia de la FIA.

Además de las carreras, la compañía también produce componentes de autos de carreras y equipos de apoyo para los programas de carreras de NASCAR, INDYCAR, International Motor Sports Association (IMSA) y World Endurance Championship (WEC).

Hay mucho más en ganar carreras que solo suerte. Durante la última década, Team Penske se ha centrado en desarrollar empuñaduras de volante personalizadas para ayudar a los conductores detrás del volante. Un agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras, logrando el máximo rendimiento del auto de carreras. Las empuñaduras de arcilla están esculpidas en el marco del volante y escaneadas en 3D para ingeniería inversa, lo que permite al equipo Penske implementar una solución de diseño adecuada lo más rápido posible.

Team Penske logró esto mediante el uso del software NX™ y el software Teamcenter®, que son parte de la plataforma comercial de software, hardware y servicios de la cartera Siemens Xcelerator.nulonulo

Uso de la ingeniería inversa para acelerar el proceso de diseño

Diseñar estas empuñaduras de volante personalizadas y las herramientas de molde necesarias no es poca cosa. Team Penske solía subcontratar la ingeniería inversa de los datos escaneados, lo que aumentaba los costos y el tiempo de entrega. Más recientemente, Team Penske utilizó un paquete de software de terceros para aplicar ingeniería inversa a los datos escaneados, generar una superficie inicial y datos de diseño asistido por computadora (CAD) de referencia. Sin embargo, estos datos no eran nativos de NX, por lo que realizar cambios en el diseño fue laborioso e ineficiente.

Otro desafío al que se enfrentó la empresa fue satisfacer las demandas de una industria de carreras de ritmo acelerado. Cuando se trata de carreras, los pilotos son los principales interesados ​​que generan resultados a partir de este desarrollo. El desarrollo de empuñaduras de volante personalizadas para los nuevos conductores o la implementación de cambios para los conductores existentes debe realizarse en cuestión de días o semanas. El desarrollo acelerado requiere que Team Penske use herramientas integradas para crear y cambiar diseños sin problemas.nulo

Una vez que Team Penske se dio cuenta de las nuevas capacidades de ingeniería inversa con la cartera de Siemens Xcelerator, se propusieron utilizar NX y Teamcenter para optimizar el proceso. Mover la ingeniería inversa y el diseño al sistema CAD nativo de NX permitió un proceso de diseño interno más eficiente. El uso del sistema CAD de NX ayudó a almacenar todos los datos en una ubicación con trazabilidad en Teamcenter. La integración del proceso de ingeniería inversa en NX con las herramientas de ingeniería inversa y el modelado de polígonos ha simplificado este proceso. Ahora, Team Penske puede implementar cambios rápidamente en un proceso paramétrico. Esto es fundamental cuando se trata de múltiples conductores de INDYCAR, cada uno con manijas de volante únicas y personalizadas.

El uso de NX redujo el tiempo de diseño requerido para implementar cambios en comparación con el uso de paquetes de software de terceros. Un ejemplo de esto proviene del piloto de INDYCAR, Scott McLaughlin. McLaughlin quería cambios en los puños del volante después de su temporada inaugural con Team Penske en 2021. El uso de la ingeniería inversa y el modelado de polígonos de NX permitió al equipo Penske realizar cambios de diseño y producir nuevos puños para McLaughlin entre carreras, eliminando una posible distracción en la pista. “Un agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras para lograr el máximo rendimiento del auto de carrera”, dice Andrew Miller, ingeniero de materiales avanzados del equipo Penske.

McLaughlin ganó tres carreras, capturó tres poles y terminó en cuarto lugar en el campeonato INDYCAR durante su segunda temporada en 2022.

“El uso de la ingeniería inversa de NX y el modelado de polígonos permitió implementar cambios de diseño y producir nuevos agarres entre carreras, eliminando una posible distracción en la pista”, dice Miller.

Team Penske aprendió rápidamente a usar NX y Teamcenter con la ayuda de los recursos en línea de Siemens Xcelerator Academy y la atención al cliente de Siemens.nulo

Corriendo por delante

El equipo Penske redujo el tiempo de diseño de las empuñaduras y los moldes del volante de un mínimo de tres o cuatro días a uno o dos días. Eliminó la subcontratación o los requisitos de software de terceros para los diseños de agarre del volante y utilizó Teamcenter para mejorar la trazabilidad del diseño para los diseños de agarre. Team Penske planea continuar usando NX y Teamcenter para investigar más a fondo el modelado algorítmico y de texturas para aplicar texturas a los agarres del volante y los dispositivos de interfaz.nuloUn agarre personalizado en el volante permite que el conductor se concentre en las carreras para lograr el máximo rendimiento del auto de carreras.Andrew Miller,
equipo de ingenieros de materiales avanzados Penske

Con NX, ÀNIMA ofrece un nuevo nivel de innovación, que incluye una motocicleta eléctrica visualmente impactante

Producto: NX CAD
Industria: Automotriz y Transporte

Necesitábamos una solución rentable que se adaptara a nuestras necesidades técnicas y funcionara tanto para Windows como para Mac OS X. También buscábamos una solución que nos permitiera crecer ampliando nuestro potencial con Teamcenter para monitorear y administrar proyectos en todos sus fases. Encontramos estas características en NX.

Joan Sabata, Socio y Director

“Ayudando a las empresas a innovar a través del diseño”

ÀNIMA Barcelona (ÀNIMA) es una firma de diseño industrial fundada en 2002 por Diego Quiroga y Joan Sabata. Desde el principio, ÀNIMA ha combinado el talento creativo con la energía emprendedora para ayudar a los clientes a mejorar el diseño de productos y el desarrollo de nuevos productos. La misión y los valores de ÀNIMA se resumen en su lema: “Ayudando a las empresas a innovar a través del diseño”.

Hoy, ÀNIMA está formada por una plantilla multidisciplinar de diseñadores industriales, ingenieros y expertos en marketing e innovación que trabajan con una amplia red de expertos internacionales. Esto permite a ÀNIMA prestar sus servicios a empresas de una amplia gama de industrias, entre las que se encuentran la automoción, la movilidad sostenible, la maquinaria, el equipamiento industrial y personal, la electrónica, los productos médicos, el equipamiento de baño, la iluminación y el mobiliario.“Ayudando a las empresas a innovar a través del diseño”

La búsqueda de un sistema CAD de alto rendimiento

Los diseñadores de ÀNIMA tenían una gran experiencia en el modelado de objetos sólidos en tres dimensiones. Sin embargo, comenzaron a encontrar más y más proyectos que exigían un uso cada vez mayor de superficies avanzadas. Además, la empresa deseaba expandir su cartera de clientes a industrias en las que un sistema de diseño asistido por computadora (CAD) de alto rendimiento era crucial, lo que le permitía desarrollar diseños más complejos. ÀNIMA concluyó que su sistema CAD actual era inadecuado y comenzó la búsqueda de un reemplazo.

Para iniciar su búsqueda, ÀNIMA consultó al especialista en ingeniería y gestión del ciclo de vida del producto (PLM), Análisis y Simulación (AyS), socio de Siemens Digital Industries Software. ÀNIMA explicó sus necesidades y planes a largo plazo. AyS estudió la situación detenidamente, teniendo en cuenta tanto el proceso de diseño de la empresa como los requerimientos específicos de cada uno de sus departamentos. La fase de selección incluyó la evaluación de herramientas específicas para el diseño avanzado de superficies y el modelado de sólidos en 3D. Algunos sistemas candidatos fueron descartados porque no eran compatibles con el software del sistema operativo Mac OS® de Apple.

Durante el proceso de selección, ÀNIMA pronto se dio cuenta de que una herramienta integral era la opción más económica, porque significaba comprar una sola vez y mantener un único sistema. La empresa también quería un sistema CAD que evitara los problemas de compatibilidad entre diferentes marcas de software, para eliminar la pérdida de tiempo al traducir la geometría de los archivos.

Después de asistir a varias reuniones y demostraciones de software, ÀNIMA eligió el software NX™ de Siemens Digital Industries Software. ÀNIMA consideró a NX como una herramienta integral de desarrollo de productos, y calculó que su uso podría ahorrarle a la empresa hasta el 50 por ciento de su inversión planificada en el software. ÀNIMA también valoró la estrecha integración de NX con el sistema de gestión del ciclo de vida digital, el software Teamcenter®, también de Siemens Digital Industries Software. ÀNIMA tiene previsto implementar Teamcenter en un futuro próximo para mejorar el control y la eficiencia de los procesos.

“Necesitábamos una solución rentable que se adaptara a nuestras necesidades técnicas y funcionara tanto para Windows como para Mac OS X”, dice Joan Sabata, socio y propietario de ÀNIMA. “También buscábamos una solución que nos permitiera crecer ampliando nuestro potencial con Teamcenter para monitorear y administrar proyectos en todas sus fases. Encontramos estas características en NX”.La búsqueda de un sistema CAD de alto rendimiento

NX demuestra su eficacia desde el principio

El primer proyecto desarrollado íntegramente con NX fue el diseño de la motocicleta eléctrica Volta® BCN, cuyo objetivo era promover la movilidad sostenible en entornos urbanos. Los diseñadores de ÀNIMA utilizaron NX para todo el proceso, desde los bocetos iniciales hasta el desarrollo completo.

Según la dirección de ÀNIMA, el uso de NX dio como resultado mejoras significativas en la creatividad del diseño y la eficiencia del proceso de diseño. La gerencia señala que el tiempo necesario para completar todo el proceso de diseño, hasta la fabricación del primer prototipo, se ha reducido en un 65 por ciento.

“Ahora sabemos que podemos abordar proyectos ambiciosos, porque NX cumple con nuestro alto nivel de exigencia”, dice Sabata. Agrega: “Contar con Análisis y Simulación como socio tecnológico nos da una confianza especial, por la experiencia de la organización en la materia y el asesoramiento altamente profesional”.

Con NX completamente implementado, el equipo creativo de ÀNIMA está ocupado desarrollando proyectos tanto para el mercado local como internacional. Entre los proyectos, ÀNIMA está trabajando actualmente en nuevos diseños para la industria de la automoción que pronto verán la luz. De hecho, el equipo de diseño está muy entusiasmado con la excelente impresión que causará su trabajo en este espacio de mercado, pero además, el equipo está ansioso por demostrar el valor que los diseños aportarán a sus clientes.NX demuestra su eficacia desde el principioNX demuestra su eficacia desde el principio

Scuderia AlphaTauri crea un auto de F1 de alto rendimiento

Producto: NX, Simcenter
Industria: Automotriz y Transporte

El ascenso de la Scuderia AlphaTauri

El 23 de febrero de 2022, el mundo probó los nuevos autos de Fórmula Uno (F1) cuando completaron sus días de prueba de pretemporada en Barcelona. A esto le siguieron días de prueba en Bahréin a principios de marzo de 2022, donde los pilotos se concentraron en sentirse cómodos conduciendo los autos nuevos antes de que comenzara la temporada de carreras el 21 de marzo de 2022.

Durante los días de prueba y las primeras carreras, dos jóvenes pilotos de la Scuderia AlphaTauri, Pierre Gasly y Yuki Tsunoda, trabajaron con los ingenieros de la Scuderia AlphaTauri para descubrir cómo funcionaba el nuevo automóvil y corregir los errores que ocurrían con el nuevo diseño.

“Hay cosas nuevas que descubrir con este coche cada vez que salimos a la pista, por lo que tenemos que aprovechar al máximo cada sesión y aprender todo lo que podamos antes de la primera carrera aquí”, dice Pierre Gasly, junto a la pista durante la prueba. días en Bahrein en marzo de 2022. “La sensación fue única. Estaba emocionado de descubrir estos autos nuevos y ver cómo se sentían en la pista”.

Ese potenciador de rendimiento que te hace sentir en la pista

En las carreras de F1, el piloto y el coche se vuelven uno. Esta sensación en la pista proviene de la parte del auto que normalmente no llega a ser el centro de atención, el asiento del conductor.

“El chasis es una de las partes más sofisticadas del automóvil por razones de seguridad y desempeño. Debe comenzar a trabajar en esa parte de inmediato, incluso si no tiene toda la información”, dice Raffaele Boschetti, jefe de tecnología de la información (TI) e innovación de Scuderia AlphaTauri. “Antes de asociarnos con Siemens, pasamos tres meses produciendo un buen chasis. Con el software de Siemens, hicimos esto en un mes. Esto nos ahorró mucho tiempo y nos dio muchas ventajas”.

Además del chasis, el asiento es importante para la seguridad del conductor y su rendimiento general. El diseño general de los asientos está estrictamente regulado por las normas de seguridad y pruebas de choque de la F1. Si algo sale mal, los conductores deben poder salir del automóvil de manera rápida y segura. El jefe de seguridad y los equipos médicos deben poder extraer a los conductores lesionados de un choque de manera efectiva. Boschetti se apresura a señalar que hay mucho más en el asiento de un auto de F1 que solo seguridad.

“El asiento es una parte del automóvil que ofrece rendimiento. El conductor siente todas las vibraciones, aceleraciones y manejo a través del asiento. En la pista, podemos modificar la configuración del automóvil para mejorarlo según las necesidades del conductor”, dice Boschetti. “En la Fórmula Uno, tienes un par de pruebas en febrero o marzo. En esta situación, el software y las plataformas que nos proporcionó Siemens fueron vitales para construir el asiento”.

Una talla no sirve para todos

No todos los asientos de F1 son iguales. Los ingenieros de diseño de compuestos le dirán que la mitad del desafío no es el asiento sino cómo acomodar al conductor en el automóvil.

“Es como un traje a medida. Tienes que mirar las cosas en términos de la posición del casco, la posición de la espalda y tienes que estar lo más bajo posible”, dice Francesco Dario Picierro, ingeniero senior de diseño de compuestos de Scuderia AlphaTauri.

Para garantizar que estos aspectos críticos del rendimiento fueran correctos, Picierro y sus colegas desarrollaron un proceso único de diseño de asientos. Para empezar, diseñaron un asiento un poco más grande de lo necesario y luego calentaron un lote de resina especial y tomaron un molde físico del cuerpo del conductor en la posición ideal. A partir del molde de resina, utilizaron el software NX™ para crear un escaneo completo para diseñar el asiento. NX, la cartera Fibersim™ y el software Simcenter™ son parte de la cartera Xcelerator, la cartera completa e integrada de software y servicios de Siemens Digital Industries Software.

“El proceso puede parecer simple, pero gracias a los productos de Siemens se vuelve más inteligente”, agrega Picierro.

Usando la digitalización para el éxito de la F1

Con el diseño completo y el cambio de chasis en el modelo 2022, el equipo tuvo que simular cada detalle en el diseño asistido por computadora (CAD), desde la visibilidad general hasta cómo encajaría el conductor en el diseño del chasis.

Conseguir que el conductor se apriete, llegue a los pedales y obviamente vea, mientras considera el casco, las normas de seguridad y el nuevo diseño del chasis y del automóvil, es una proeza de ingeniería en sí misma. El equipo sabe que la digitalización es la única forma de tener éxito en la F1 en estos días. El uso de las herramientas de digitalización de Siemens eliminó la mayor parte del trabajo duro de los ciclos de diseño, ingeniería y producción.

“Usar NX nos ayudó con nuestros esfuerzos de digitalización. Por ejemplo, podemos replicar el trabajo manual exacto en el volante o la visibilidad usando la cámara del conductor. También podemos escalar el maniquí digital según las medidas del conductor”, dice Picierro.

Carreras contra el reloj

Mientras que los ingenieros de diseño de materiales compuestos adaptan el conductor al asiento a la medida (un proceso que puede ocurrir varias veces por temporada según las necesidades de los conductores individuales), otros miembros del equipo de ingeniería de Scuderia AlphaTauri están optimizando el nuevo diseño del automóvil para el desempeño del conductor a tiempo. para el día de la carrera.

Además del ajustado plazo, el otro desafío para todos los ingenieros de F1 es el peso. Los equipos de ingeniería de F1 lucharon para que el peso mínimo del conductor más el automóvil fuera de 795 kilogramos (kg), especialmente con las nuevas normas de seguridad y la atracción por efecto suelo. En el último minuto, los equipos llegaron a un compromiso para aumentar el peso a 798 kg.

“Por supuesto que siempre es difícil. Es una regulación completamente nueva. Estos autos son complicados y es difícil diseñar todo para cumplir con los requisitos de límite de peso. Como podemos ver, casi todos los equipos tienen sobrepeso. También tenemos que considerar los costos. Es costoso reducir el peso. Teniendo en cuenta el límite de costos, nuestros equipos pudieron llegar a un compromiso”, dice Franz Tost, líder del equipo de Scuderia AlphaTauri.

Acercándose a más de 300 km/h durante una carrera normal de F1, los conductores experimentan hasta cuatro o cinco G laterales de forma rutinaria al frenar y tomar curvas y durante la aceleración en los tramos largos.

Una plataforma y un secreto para el éxito

Como explicó Tost, equilibrar los parámetros de diseño siempre es un desafío para los equipos de ingeniería. El uso de la misma plataforma digital y paquete de software para examinar el comportamiento real del automóvil ayuda al equipo a tomar las decisiones correctas para las carreras.

“Nuestro trabajo es evaluar la resistencia y la rigidez de la pieza. El asiento del conductor debe ser lo suficientemente fuerte para soportar las cargas de aceleración y lo suficientemente rígido para lograr una interacción adecuada entre el conductor, el chasis y el resto del automóvil”, dice Giuseppe Stiscia, líder del grupo de chasis e ingeniero estructural de Scuderia AlphaTauri. “Usamos Siemens Simcenter para generar el modelo de elementos finitos y generar las condiciones del modelo de carga”. Simcenter muestra claramente los valores de rigidez estándar de la estructura a través de una franja de color. Cada color representa un estado de tensión o desplazamiento de la pieza.

“Los ingenieros estructurales utilizan esta información para comprender el comportamiento real de la estructura. Nuestro objetivo es hacer que la pieza sea lo más fuerte y rígida posible, pero primero debemos optimizar el peso. Agrega: “Simcenter nos ayuda a calcular la pieza más rápido y a usar la misma plataforma para todos los involucrados en el proyecto”.

El tiempo de desarrollo es oro.

Andrea Rizzo, ingeniero del grupo de laminación digital de investigación y desarrollo (I+D), utiliza esta misma plataforma con sus colegas. Utilizan herramientas Fibersim para terminar la pieza real.

“Usamos Fibersim para lograr una conexión perfecta entre los resultados de FEA y la laminación real”, dice Rizzo. “Con este material, es necesario cortar una forma en la capa que se va a laminar en el molde. Cualquier material extra o innecesario aplicado al molde tiene un costo adicional. Tratamos de laminar con la menor cantidad de material posible para ahorrar tiempo y dinero”.

El equipo de ingeniería de Scuderia AlphaTauri también utiliza Fibersim para mantener la consistencia de las piezas personalizadas. A diferencia de los vehículos comerciales, los autos de F1 contienen muchas piezas de fibra de carbono hechas a mano creadas al colocar cuidadosamente capas compuestas dentro del laminado. Cada parte tiene características estructurales únicas. Aunque el equipo no diría por razones competitivas, uno puede suponer que las piezas de repuesto y las piezas de repuesto se crean según sea necesario.

Los datos son el rey: cualquier información que el equipo pueda analizar les ayudará a comprender el comportamiento de rendimiento del nuevo automóvil.

“Cada pieza de carbono es un laminado, por lo que debemos asegurarnos de que la primera sea igual a la última. Es por eso que usamos Fibersim. Ahorramos tiempo durante el proceso de producción con esta completa simulación. Podemos preparar capas iguales para todas las laminaciones.

“Con Fibersim, sabemos lo que sucede en el componente. Conocemos el estándar de calidad de las capas. Seguimos cada capa durante el proceso. Podemos prevenir problemas antes de que sucedan porque ‘vivimos’ en la misma plataforma desde NX hasta Simcenter y Fibersim. Y lo que es más importante, ahorramos tiempo”, dice Rizzo.

“El problema con la F1 especialmente, pero incluso con los autos estándar, es que necesitas producir la misma pieza con la misma calidad al mismo tiempo. Si utiliza el mismo paquete que calcula todo por usted, desde la pieza CAD hasta la línea de producción, obtendrá una pieza de calidad que ofrecerá rendimiento en la pista. Ese es el objetivo”, dice Boschetti.

Gracias a las herramientas de Siemens Xcelerator como NX, Simcenter y Fibersim, el equipo puede personalizar cada asiento para el conductor utilizando capas de capas compuestas para crear un laminado súper liviano que funciona bien para lograr las especificaciones de diseño y seguridad para los nuevos autos Scuderia AlphaTauri. . Esto proporciona a Gasly y Tsunoda la conexión ideal con el automóvil que necesitan para tener un buen desempeño. Gracias a una excelente ingeniería del equipo en Faenza, Italia, y la ayuda de la cartera de Siemens Xcelerator, el equipo Scuderia AlphaTauri está más que listo para la próxima temporada de F1.

Cómo un entusiasta de la bicicleta de montaña diseñó y fabricó su bicicleta personalizada de fibra de carbono desde cero con Siemens NX

Producto: NX CAD
Industria: Académico

Siemens no solo ofrece productos a las grandes empresas, sino que también las pequeñas y medianas empresas e incluso los particulares pueden suscribirse y beneficiarse de la cartera de software y servicios de Siemens Xcelerator. Esto es lo que demuestra este caso:

Recientemente nos enteramos del proyecto realizado por un entusiasta de la bicicleta de montaña alemán, que se hace llamar el tío Bob, y su viaje que comenzó con una pantalla vacía y terminó con una bicicleta de montaña de fibra de carbono hecha a medida.

El viaje del tío Bob

Debido a una lesión por andar en bicicleta, el tío Bob necesitaba un nuevo proyecto para mantenerse entretenido. Es el fundador de una consultoría de ingeniería, razón por la cual era propietario del software CAD NX de Siemens y tiene experiencia con él. Entonces, en su tiempo libre, comenzó a garabatear directamente en Siemens NX con un enfoque de prueba y error y, en las siguientes semanas, sus ideas se convirtieron en un concepto sólido. 

bicicleta de montaña en el bosque

Bob estaba especialmente encantado con las abundantes e individuales opciones de visualización en 3D que NX tenía para ofrecer, le permitieron trabajar de forma creativa y ver el resultado realista de su diseño antes de construirlo. 

Teniendo en cuenta el diseño, el tío Bob ha optado por un enfoque de forma que sigue a la función: “Si algo ya parece algo que no durará, seguramente no durará durante las pruebas”. 

¿Por qué NX?

Aparte del aspecto del diseño, realmente aprecia NX por la capacidad de probar y verificar sus datos de diseño CAD en herramientas de simulación de análisis de elementos finitos (FEA), que utiliza en su vida profesional diaria, así como con esta bicicleta. “No me he arrepentido de la inversión en Siemens NX, valió la pena y definitivamente me ayudó a agilizar los procesos. Antes de NX, tenía que copiar datos manualmente de un programa a otro. La implementación de NX en Daimler me hizo comenzar a buscar mejores soluciones”. 

modelo de bicicleta dentro de nx

Entonces, se realizó un estudio FEA para probar el marco y la estructura. Después de todo, las bicicletas de montaña como estas deben soportar grandes fuerzas físicas debido a grandes saltos, terreno suelto y altas velocidades. ¡Y su bicicleta lo hizo!

Por ejemplo, sus cálculos dieron como resultado que el marco alrededor del pedalier puede soportar saltos o caídas con más de 6000 N. Para las áreas que fallaron en sus pruebas, la disposición del material compuesto se modificó en Siemens NX y se agregaron capas adicionales para fortalecer estas áreas.

Comenzar y empezar a construir con NX

molde de modelo de bicicleta

Con un concepto libre de fallas listo, diseñó un molde de inyección en Siemens NX que podría usar para producir las piezas de fibra de carbono. Debido a las amplias funciones 3D en Siemens NX, pudo hacer que el molde fuera lo más pequeño y eficiente posible. Luego comenzó a trabajar en su garaje: se fundió un núcleo de cera que representa la geometría interna del cuadro de carbono. Luego, envolvió la fibra de carbono alrededor y cerró el molde herméticamente. Utilizando vacío y alta presión, se inyectó en el molde una resina de endurecimiento. Después de unas pocas horas de templado, la resignación se endureció y, con una temperatura más alta, el núcleo de cera se fundió y fluyó. Ahora el marco estaba hecho. No aplicó una capa transparente al marco porque el tío Joe estaba lo suficientemente seguro de que su construcción y los materiales utilizados eran lo suficientemente duraderos de todos modos.

Después de eso, se hizo el marco y comenzó a ensamblar todas las partes del marco personalizadas y compró partes estándar juntas. Unas semanas más tarde todo estaba listo, una fat bike de montaña extrema, que en general solo pesaba 17 kg, con el cuadro de carbono forjado personalizado construido por NX que solo ocupaba 3 kg de eso. Después de su primer viaje de prueba, Bob quedó más que impresionado:

“¡Loco! Músculos adoloridos en la cara por la sonrisa permanente. Solo puedo decir: De ensueño. La moto me queda como un guante.”

Una introducción a las estructuras compuestas, con Elston Engineering Services

Producto: NX
Industria: Marina

Vivimos en un mundo donde nada se detiene. Las empresas y las personas de todo el mundo continúan ampliando los límites de las estructuras compuestas. Después de todo, fue un ingeniero, no un científico, el que pisó por primera vez otro mundo. Servicios de ingeniería de Elston (o EES) ciertamente están clasificados en ese grupo de innovadores. Con sede en Knebworth en el Reino Unido, EES opera en el mundo de los servicios de ingeniería mecánica. La empresa especializada en el desarrollo de estructuras compuestas de plástico reforzado con fibra. Ron Elston, director general, se enorgullece de ser el propietario de la empresa. Ron tiene una gran experiencia que abarca una ilustre carrera de 60 años. Su carrera comenzó como aprendiz de dibujante en ML Aviation, antes de supervisar la creación de pequeños circuitos integrados y grandes antenas de estación terrestre. La variada experiencia de Rons significa que se le considera un especialista en ingeniería mecánica y fabricación de materiales compuestos.

Para proporcionar contexto, los compuestos son una combinación de materiales no metálicos y metálicos para crear una estructura o una gama de estructuras. Estas estructuras crean componentes fuertes, livianos, rígidos y de baja densidad. Estos componentes sientan las bases para crear ensamblajes increíblemente resistentes en una amplia gama de sectores, incluidos la arquitectura, la automoción y la industria aeroespacial, por nombrar algunos. Es un enfoque que ha acelerado las capacidades de la sociedad para llevar nuestras capacidades de ingeniería al siguiente nivel.

Aplicaciones compuestas y de fabricación avanzada del siglo XXI; ¿Cómo llegamos aquí?

Hubo un tiempo en que las aplicaciones de fabricación de compuestos no podían satisfacer las necesidades de muchas empresas. Las empresas tenían una amplia comprensión de cómo los nuevos procesos y materiales revolucionarían el flujo de trabajo de fabricación para incluir compuestos. El problema era que las empresas no eran lo suficientemente proactivas para facilitar el cambio.

Ron tuvo la oportunidad de fusionar las pruebas y el análisis de estructuras compuestas con la oficina de diseño durante su tiempo en el Centro de Investigación Marconi. ¿Por qué era tan importante en ese momento? Permitió que un especialista como Ron implementara un enfoque integrado; donde un equipo supervisó el diseño conceptual, el diseño geométrico, el análisis estructural, la creación de herramientas, la creación de piezas y las pruebas. Al conectar los puntos, las empresas de fabricación de compuestos pudieron lograr una mayor innovación de productos para mejorar la eficiencia de la producción. Además, las empresas redujeron el tiempo hasta la iteración final, al mismo tiempo que impulsaron las capacidades de sus respectivas industrias.

La tecnología fue un cambio de juego para las estructuras compuestas

La experiencia de Ron contribuyó a un cambio en los procesos que resultó en mejoras dentro de la fabricación avanzada. Sin embargo, fueron las mejoras en la tecnología las que realmente impulsaron a la industria hacia una nueva era. Las capacidades modernas significan que el análisis gráfico se completa a un ritmo mucho más rápido. Además, se pueden manejar múltiples materiales compuestos simultáneamente; principalmente debido a las mejoras que hemos visto en el rendimiento y el almacenamiento del hardware de la computadora.

Los estudios de golpes y vibraciones ahora son más precisos que nunca; cuando combina todos estos elementos, el usuario recibe muchos más datos del mundo real que antes. Los equipos que tienen la experiencia y/o un conocimiento realmente pagarán dividendos. Los fabricantes de compuestos pueden reducir la masa, el costo y los tiempos de producción de sus estructuras. Como resultado, los mismos fabricantes finalmente están reduciendo su tiempo de entrega al mercado.

Sostenibilidad en la fabricación de compuestos

Los procesos y las innovaciones tecnológicas han empujado continuamente los estándares de la industria hasta donde estamos hoy dentro de la fabricación de compuestos. Sin embargo, se necesita una transición global hacia una sociedad más sostenible; la fabricación de compuestos no es inmune a esto.
Afortunadamente, las empresas de fabricación de compuestos ya están considerando los aspectos prácticos de implementar tecnologías sostenibles en su flujo de trabajo. En algunos casos, las empresas están comenzando a recuperar la fibra de carbono de productos fuera de uso fuera de servicio. Además, ha habido un cambio hacia el uso de termoplásticos en lugar de plásticos termoendurecibles. Los plásticos termoendurecibles para compuestos normalmente incorporan resina epoxi de un solo uso. Los termoplásticos como el polietileno no tienen este problema; su estructura química significa que pueden volver a fundirse y retirarse de las estructuras compuestas para su reutilización. Es esencialmente una etapa temprana de una “economía circular” dentro de la industria de fabricación de compuestos.

Los plásticos reforzados con fibra pueden producir estructuras con relaciones de resistencia a peso superiores a las de los materiales tradicionales, como el acero y el aluminio. El refuerzo de los termoplásticos utilizando fibra de carbono reutilizada o fibra ‘virgen’ puede lograr propiedades de resistencia y rigidez que se acerquen a las que se logran con compuestos termoendurecibles. Estamos viendo una mejora continua de las materias primas para crear productos fuertes, sin comprometer la calidad y reduciendo las emisiones de carbono en paralelo. Este es realmente el comienzo de que los fabricantes de compuestos reconozcan los peligros que representan las emisiones de carbono y avancen hacia un modelo más sostenible para el futuro.

¿Por qué Siemens para estructuras compuestas?

Para alguien con la experiencia de Rons, usar una aplicación de software poderosa es tan importante como tener una sólida comprensión de la ciencia detrás de las estructuras compuestas. 50 años en la industria significan que Ron ha visto, usado y dominado una variedad de aplicaciones de software. Por lo tanto, es testimonio de Siemens que NX sigue siendo el paquete elegido por Elston Engineering Services. ¿Por qué es este el caso?

El enfoque integrado de Siemens NX

Ron cree que Siemens tiene un enfoque integrado con NX; diferentes funciones con diferentes propósitos se empaquetan en la misma aplicación para permitir a los usuarios permanecer en una plataforma para todo su flujo de trabajo. Los ingenieros de diseño pueden perder un tiempo precioso durante su flujo de trabajo exportando conjuntos de datos a otra aplicación, si su aplicación principal no viene equipada con las características correctas que necesitan para su caso de uso. Siemens NX elimina este problema. Tener en cuenta una estrategia de desarrollo consistente que agregue una gama de funciones en futuras versiones de NX sienta las bases para que NX satisfaga las necesidades de múltiples empresas en una variedad de industrias.

Comprender la ciencia detrás de las estructuras compuestas

El usuario puede tener una sólida comprensión de la ciencia detrás de las estructuras compuestas. Luego necesitan tener las herramientas disponibles para simular con precisión la ciencia dentro de su aplicación. Es un aspecto importante para cualquier aplicación al analizar cómo se comportará una variedad de estructuras compuestas en escenarios del mundo real. ¡Esto es especialmente cierto cuando el escenario se vuelve extremo y ejerce enormes presiones externas sobre las estructuras! NX analiza con precisión estructuras compuestas y metálicas de acuerdo con escenarios del mundo real. Es una característica que surgió cuando Ron desarrolló antenas de radar con EASAT para usar en zonas de clima intenso.

Rotor Bike Components innova con NX

Producto: NX
Industria: Productos de consumo

Una historia de innovación

Rotor Bike Components es un grupo de empresas especializadas en el diseño y fabricación de piezas para bicicletas de medio y alto rendimiento. Reconocida mundialmente, la compañía ha desarrollado cuatro líneas principales de productos –platos, potenciómetros, platos y bielas y pedaliers– a los que aplica la máxima innovación para competir en un mercado en constante evolución.

Con sede en Madrid y presencia en 47 países, la compañía cuenta con sucursales en Taiwán, Holanda, Estados Unidos y una red de más de 5.000 puntos de venta en todo el mundo. Rotor Bike Components también tiene dos empresas de distribución: Bikemotiv para España y Rotor Benelux, que abastece a Bélgica, los Países Bajos y Luxemburgo. En 2014, la compañía cerró el año con unos ingresos de 14 millones de euros (el 85 por ciento del total procedente de exportaciones) y un equipo de casi 100 empleados.

La innovación está en el ADN de Rotor Bike Components. El génesis de la empresa tuvo lugar en la Escuela de Ingenieros Aeronáuticos de Madrid, donde, en 1995, un grupo de estudiantes concibió un sistema de bielas con revolucionarias ventajas biomecánicas denominado Rotor System.

Dentro del entorno empresarial, continuaron con otros lanzamientos innovadores como el RCK, un cuadro con pedalier diseñado específicamente para aprovechar los beneficios del Rotor System. Lo que es más importante, la empresa también creó QRings, platos ovalados con diferentes resistencias de transmisión para superar la zona muerta y optimizar la potencia de salida durante el pedaleo. Esta innovación convirtió a Rotor Bike Components en una empresa de referencia en el sector a nivel internacional.

“Tradicionalmente los platos eran redondos, pero descubrimos que una forma ovalada mejoraba el rendimiento y disminuía la fatiga muscular”, explica José Luis Sanz, director comercial de Rotor Bike Components. “Nos hemos hecho populares en el mercado por poder ajustar la placa y dar la máxima ovalidad en diferentes posiciones, dependiendo de dónde se aplica la máxima potencia al pedalear”.

La tecnología de punta respalda el crecimiento

La innovación continúa afectando las operaciones diarias de la empresa. El interés por ofrecer soluciones con la mejor tecnología para mejorar el rendimiento ciclista se combina con el reto de producir más de 250.000 componentes al año con más de 500 referencias diferentes para cubrir su oferta de carretera, triatlón, mountain bike y ciclocross.

Para sostener la innovación, es esencial alinear los esfuerzos del departamento de ingeniería de Rotor Bike Components con los profesionales de fabricación de su empresa hermana, EDR System, que es miembro del mismo grupo empresarial. En la década de 1990, EDR System se convirtió en la primera empresa en España en utilizar aluminio y titanio para la fabricación de piezas de bicicleta, y es líder tecnológico en mecanizado por control numérico (CNC).

“Nos movemos en un mercado de marcas muy consolidadas donde nuestra arma competitiva es ofrecer innovación. Es importante ser muy ágil para adaptarse rápidamente a los cambios. Hay que ser muy flexible porque la vida media media de los productos es inferior a los 3 años”, apunta David Martínez, director del departamento de ingeniería de Rotor Bike Components.

Actualización de la tecnología de diseño

En 2007, la empresa decidió evolucionar su sistema de diseño asistido por computadora (CAD), el software I-deas™, al software NX™ del especialista en gestión del ciclo de vida del producto (PLM) Siemens Digital Industries Software para volverse más competitiva. La empresa enfrentó dos desafíos clave: integrar CAD con la fabricación asistida por computadora (CAM) y lidiar con la creciente complejidad del producto. “Por un lado, no había conexión entre nuestro programa CAD y el programa CAM de EDR System y, por otro, los diseños eran cada vez más complejos, sobre todo a la hora de abordar el montaje, y necesitábamos una herramienta más potente”, explica Martínez. “Queríamos crecer, pero sin la tecnología avanzada que nos ofrecía NX no podíamos ofrecer la innovación que nos diferenciaría”, añade Sanz.

Después de evaluar otras soluciones, la empresa optó por NX CAD, principalmente debido a la excelente experiencia de su empresa hermana, EDR System, que utiliza NX CAM como solución de mecanizado. NX fue presentado a Rotor Bike Components por Análisis y Simulación, un socio de soluciones de Siemens Digital Industries Software que compartió su amplio conocimiento de diseño, ingeniería y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAE/CAM) con la empresa. “Decidimos incorporar también NX en nuestro departamento de ingeniería para aprovechar sus capacidades de diseño con múltiples funciones avanzadas y garantizar una conexión total con los procesos de fabricación”, dice Sanz.

Máxima colaboración con NX

Actualmente, el 99 por ciento de todos los diseños de Rotor Bike Components se desarrollan con NX CAD. El equipo de ingeniería tiene seis licencias y utiliza las herramientas de modelado y dibujo del software para realizar su diseño 3D, generación de documentos y planos de dibujo para piezas y ensamblajes. Los archivos de diseño se envían a EDR Systems para el mecanizado y se integran con su sistema NX CAM. Y para el desarrollo de nuevos productos, el departamento de ingeniería y calidad de Rotor Bike Components evalúa los modelos fabricados para verificar el cumplimiento de las normas correspondientes.

“Nuestro proceso no solo aporta ingeniería al trabajo desarrollado con NX, sino que también incluye aseguramiento de la calidad y empresas de terceros con las que colaboramos para diversas certificaciones. También ayuda incorporar elementos que no hacemos nosotros mismos, como la electrónica de los potenciómetros”, dice Martínez. “Es fundamental que podamos realizar intercambios sin problemas en el mismo archivo donde se integra el modelado, dibujo y mecanizado, para ejecutar fácilmente cualquier cambio que se solicite, o integrar cualquier archivo que se nos envíe utilizando la amplia capacidades de importación y exportación.”

Dentro de la empresa se ha creado un entorno colaborativo utilizando NX en el que también participa el equipo de producción diseñando los equipos de determinadas líneas de montaje, gracias a una licencia flotante alojada en un servidor corporativo. “Esta opción es muy interesante, ya que el personal de producción utiliza la herramienta de manera esporádica”, dice Martínez. “También se usa para hacer manuales de usuario, para el diseño de empaques, para ilustraciones en solicitudes de patentes y otras tareas”.

Martinez aprecia el uso simple e intuitivo de NX que permite la personalización y personalización de la interfaz. “Análisis y Simulación nos dio la formación adecuada para poder sacarle el máximo partido de una forma sencilla”, afirma.

El modelado síncrono acelera el diseño

Las herramientas de modelado síncrono de NX facilitan el modelado y permiten la máxima velocidad en la implementación de cambios rápidos, incluso sin un árbol de estructura de datos. “Esta característica, junto con la seguridad de que podemos importar cualquier extensión de archivo, es fundamental para la reutilización de los modelos que ya tenemos, especialmente los archivos reglamentarios”, dice Martínez.

Optimización de la ingeniería con simulación

Ingeniería también cuenta con las capacidades de análisis y simulación de la ingeniería asistida por computadora (CAE) de NX para optimizar su trabajo. “Saber que NX era modular y que podíamos integrar diferentes funciones según nuestras necesidades sin tener que cambiar el sistema fue un factor determinante en nuestra decisión por NX. La aplicación del método de elementos finitos va a seguir agregando más valor a nuestros procesos, y es algo que ya tenemos”.

Las soluciones de Siemens ayudan en el diseño de un innovador sistema estabilizador marino

Producto: NX CAD
Industria: Productos de Consumo

Las soluciones de Siemens Digital Industry Software ayudan a los fabricantes marinos a reducir el tiempo de prueba hasta en un 20 por ciento

Estabilidad en el mar

Si hay algo que puede estropear un viaje relajante en el agua, es un barco inestable. Las olas agitadas pueden causar daños significativos a las pertenencias personales, así como al barco. Ya sea que esté pescando, buceando o simplemente en el agua, la estabilidad del barco es una parte esencial de los viajes seguros por mar. Como resultado, los estabilizadores de buques son productos valiosos. Cualquier marinero experimentado entiende la importancia de la estabilidad marina para garantizar un viaje sólido en el mar; sin embargo, no todos los sistemas estabilizadores son perfectos. De hecho, un problema común con los estabilizadores convencionales accionados por aletas es la amortiguación insuficiente del balanceo a velocidades más bajas y las aletas sobresalientes. Este problema ha obstaculizado la experiencia del consumidor. La estabilidad es necesaria a bajas velocidades, y las aletas sobresalientes pueden dañarse en aguas poco profundas. Lo último que su cliente quiere es estar en el mar cuando su nuevo estabilizador falla. Teniendo en cuenta que los consumidores tienen una baja tolerancia a la falla del producto, una mala experiencia puede ser todo lo que se necesita para que los consumidores salten del envío de su producto. Sólo sobreviven los fabricantes de estabilizadores que ofrecen una calidad consistente.

Realización de oportunidades

Ubicado en ‘s-Hertogenbosch, Países Bajos, DMS Holland es un especialista internacional en el campo del control de movimiento en yates de hasta 30 metros. El objetivo de DMS Holland es reducir el movimiento de balanceo de los yates para mejorar la comodidad a bordo, reducir la enfermedad del mar y mejorar la seguridad. La velocidad a la que los sistemas estabilizadores marinos de DMS Holland logran la estabilización se diferencian en el mercado. Sus sistemas estabilizadores se basan en el efecto Magnus, un fenómeno en el que un cilindro giratorio trabaja lejos de sus principales rutas de movimiento para lograr la estabilidad. Cuando un estabilizador tradicional requiere que un yate viaje a una velocidad considerable, su producto logra la estabilización a solo 3 a 12 nudos. Esto difiere de los sistemas convencionales basados en aletas debido a su diseño pequeño y mayores capacidades de amortiguación del balanceo a velocidades más bajas. Brabant Engineering, una empresa de ingeniería mecánica en Best, Países Bajos, es responsable del diseño y desarrollo de Magnus Master de DMS Holland, la última generación de tecnología de estabilización de rotores que cuenta con rotores retráctiles que eliminan el riesgo de daños. La compañía está proporcionando a DMS Holland su experiencia en diseño para desarrollar el producto con visión de futuro que imaginaron.

“DMS Holland quería proporcionar el más alto nivel de estabilidad, comodidad y seguridad a bordo. En general, queríamos hacer la vida en el mar mucho más cómoda y fácil”, dice Patrick Noor, director de ventas y marketing de DMS Holland. “Para hacer realidad nuestra visión, necesitamos empresas de calidad como Brabant Engineering que nos ayuden con la ingeniería mecánica de nuestros estabilizadores”.

Navegando hacia soluciones

Brabant Engineering utiliza las innovadoras aplicaciones de diseño que se encuentran en Siemens Simcenter™ 3D para diseñar y simular con precisión sus proyectos.

“Todas las propiedades del material están integradas en el diseño del software, y Simcenter 3D nos ayuda a analizar el comportamiento y la durabilidad de nuestro producto”, dice Bertie Tilmans, ingeniero principal de Brabant Engineering. “Al proporcionar propiedades precisas del material y una integración perfecta de múltiples alternativas de diseño, podemos ahorrar un tiempo valioso durante el desarrollo del producto”.

Brabant Engineering utilizó Simcenter 3D para simular con precisión el efecto Magnus y confirmar que el Magnus Master podía manejar 1.100 revoluciones por minuto. “He estado usando Simcenter 3D durante los últimos siete años y me gusta mucho la versatilidad del software”, dice Tilmans. “Esta versatilidad permite a las empresas predecir el comportamiento de diferentes aspectos del diseño de un producto para encontrar la solución más efectiva”.

Reducción de los costes de desarrollo y los ciclos de creación de prototipos

Al utilizar adecuadamente el software de diseño asistido por computadora (CAD), como con el uso del software Siemens NX™, Brabant Engineering utiliza las capacidades potentes y flexibles de NX CAD para reducir drásticamente el costo y el tiempo que lleva diseñar productos tan innovadores. La combinación de NX CAD para el diseño y Simcenter 3D para la predicción del rendimiento ayudan a acelerar la comercialización del producto de manera más eficiente.

Dependiendo del tamaño del dispositivo, los prototipos físicos pueden costar exponencialmente más que el precio del producto. Las simulaciones pueden ahorrar tiempo y costos significativos en las primeras etapas de un proyecto. Usando Simcenter 3D, en lugar de confiar en un costoso prototipo físico, Brabant Engineering ahorró aproximadamente del 10 al 20 por ciento del tiempo total de pruebas y calificación. Pudieron acortar el ciclo de prueba y recibir resultados directos.

Rikkert Gerits, líder del proyecto, Brabant Engineering, confirmó que el uso de Simcenter 3D redujo drásticamente la cantidad de prototipos físicos necesarios.

“Usando herramientas de simulación 3D, no tenemos que construir un prototipo real, lo que nos ahorra tiempo y dinero considerables”, dice Gerits. “Utilizamos varios productos de Siemens, como Simcenter, NX CAD y Teamcenter, y son entregados por tarjetas PLM Solutions, un socio de soluciones de Siemens Digital Industries Software. Nos ponemos en contacto con ellos con cualquier pregunta específica que tengamos con respecto al software”.

Los sistemas CAD ofrecen a los usuarios la capacidad de intercambiar fácilmente varios componentes del producto. Los sistemas CAD y de ingeniería asistida por computadora (CAE) también proporcionan las herramientas necesarias para rediseñar y explorar rápidamente el rendimiento de los nuevos diseños. Gerits explicó cómo estos sistemas de simulación también permiten una rápida fase de prototipado virtual. Al simular el producto en tiempo real, los usuarios pueden predecir con mayor precisión la durabilidad del producto bajo ciertas condiciones. Esto proporciona a las empresas un ahorro significativo de costos y tiempo en comparación con el diseño, la producción, las pruebas y el registro de datos de un prototipo físico. Brabant Engineering estima un ahorro de costos totales del 10 al 15 por ciento mediante el uso de la simulación para prevenir fallas en comparación con lo que costaría arreglar / reparar esas fallas.

Establecer una relación sólida

Sjef van de Laak, director general de Brabant Engineering, dice que las soluciones de Siemens son clave en el proceso de diseño de ingeniería de la compañía. “Siemens es el proveedor del software que utilizamos, y la importancia de las tarjetas PLM Solutions es que conocen muy bien el software y respaldan nuestras necesidades de simulación”, dice. El desarrollo de productos se vería interrumpido sin esta línea abierta de comunicación. Como tal, las tarjetas PLM Solutions y Brabant Engineering mantienen un diálogo constante.

Compartiendo el Magnus Master en todo el mundo

El Maestro Magnus ya está recibiendo una atención considerable. Desde su introducción en 2015, el Magnus Master ha desarrollado una reputación de calidad en los Países Bajos y ha ayudado a hacer de DMS Holland un negocio global.

Este esfuerzo combinado entre Brabant Engineering, DMS Holland y Siemens es un ejemplo perfecto de cómo la cooperación puede conducir a una innovación innovadora.

La certificación NX mejora el dominio del diseño en ASML

Producto: NX CAD
Industria: Electrónica y Semiconductores

El fabricante líder de máquinas de litografía utiliza la certificación para trabajar de manera más eficaz y mejorar la calidad con NX CAD

Desarrollo de conocimientos y habilidades

Los empleados son el verdadero capital de cada empresa. Aprovechar al máximo este capital requiere un desarrollo continuo en todos los aspectos de competencia. La empresa de alta tecnología ASML es más consciente de esto que la mayoría de las otras firmas. Trabajar en el desarrollo del personal para llevar el know-how al más alto nivel posible y mantenerlo allí es una práctica común en ASML. ASML es uno de los principales fabricantes mundiales de equipos de fabricación de chips. La compañía inventa, desarrolla, fabrica y presta servicios de soluciones de litografía, metrología y software de alta tecnología para la industria de semiconductores para permitir semiconductores cada vez más pequeños, más baratos, más potentes y de bajo consumo. Esto se traduce en una electrónica cada vez más potente y capaz que permite el progreso dentro de una multitud de campos, incluyendo la atención médica, la tecnología, las comunicaciones, la energía, la movilidad y el entretenimiento. ASML es una empresa multinacional con más de 70 ubicaciones en 16 países y emplea a más de 14.000 personas. La compañía utiliza el software NX™ del especialista en gestión del ciclo de vida del producto (PLM) Siemens Digital Industries Software para el diseño asistido por ordenador (CAD).

Evaluación

El desarrollo de conocimientos abarca más que la experiencia tradicional, también incorpora conocimientos sobre el software utilizado en el desarrollo de productos. Pero, ¿cómo determinan las empresas si el conocimiento adecuado está disponible y si se está aplicando? “El conocimiento y la habilidad son influyentes de dos maneras importantes”, dice Denis Loncke, líder del grupo, desarrollo mecánico de las etapas de oblea, ASML. “En primer lugar, ayudan a los usuarios a realizar sus tareas más rápido y, en segundo lugar, mejoran la calidad y estabilidad de los datos CAD de NX, incluidos modelos, ensamblajes y dibujos.” Las máquinas ASML son utilizadas en la mayor medida posible y mantenidas actualizadas por los expertos en tecnología ASML durante su vida útil. “Eso significa que los datos CAD de NX tienen que ser rápidamente comprensibles para todos los ingenieros. Esto se logra a través de un proceso estructurado y el uso correcto del software de diseño NX”, señala Loncke.

Para determinar si los conocimientos y las habilidades están en un nivel suficientemente alto y se aplican correctamente, ASML necesitaba un método de medición. “A nuestro gerente de capacitación de Siemens Digital Industries Software se le ocurrió la idea de introducir la certificación”, dice Loncke. “Pensamos que un examen sería demasiado percibido como una revisión del rendimiento.” En su lugar, la alta dirección de ASML quería ayudar a los empleados a desarrollarse y progresar dentro de la organización. Los estudios de caso que permiten a los empleados obtener la certificación son desarrollados conjuntamente por el personal de capacitación de Siemens Digital Industries Software y los ingenieros clave de ASML. Estos incorporan características de software específicas que ASML utiliza a diario. Las matrices de evaluación de habilidades también están escritas enteramente en colaboración para eliminar diferentes interpretaciones de la evaluación.

Admisión de certificación para formación

“Para un proyecto piloto inicial, nueve ingenieros fueron invitados a participar en un proceso de certificación”, dice Loncke. “Los resultados variaron mucho y, en algunos casos, fueron realmente subestándales. Sin embargo, siempre fue evidente para los participantes que el resultado en sí mismo no era pertinente. Sirve como una ingesta, de modo que se puede proporcionar una formación adecuada para el desarrollo centrado de los conocimientos y habilidades.” Los ejercicios de certificación y las matrices de evaluación se dividen en una serie de módulos: Teamcenter® integración de software para NX, modelado NX, ensamblajes NX y redacción NX. Cada usuario debe anotar un número mínimo de puntos en cada módulo. Si no se logra la puntuación mínima, se requiere entrenamiento.

Dado que los roles dentro de los proyectos pueden variar fuertemente, aproximadamente 750 empleados de ASML serán elegibles para la certificación. Los usuarios NX restantes trabajan en el nivel de concepto y no crean datos NX CAD utilizados en el desarrollo de productos.

Siemens Digital Industries Software atención total

El procesamiento de estos números requiere un esfuerzo considerable. “Dentro de ASML, nos encargamos de coordinar la certificación del personal interno”, dice Loncke. “Propusimos una fecha a todos en la que pudieran tomar la certificación de tres horas y media, dentro de un plazo de cuatro semanas. Se requería cierta flexibilidad, pero todos los involucrados hicieron todo lo posible para que esto funcionara”. Como resultado, toda la certificación podría completarse en el corto período comprendido entre octubre de 2013 y abril de 2014. La certificación de las llamadas empresas “farm-out” comenzó en abril de 2014. Estas empresas agrícolas se encargan de ciertas tareas de desarrollo para ASML. Siemens Digital Industries Software es responsable de toda planificación e implementación, incluidos los acuerdos financieros. “Siemens Digital Industries Software nos ha quitado mucho trabajo de las manos”, dice Loncke.

Los requisitos de formación se cumplen con la oferta de formación estándar de Siemens Digital Industries Software. No se incluyen componentes específicos de ASML. Muchas empresas agrícolas han estado pidiendo la certificación de los empleados por su propia voluntad en un enfoque proactivo que enfatiza la calidad de su cooperación con ASML.

Procesos de aseguramiento e inserción

La certificación única no es suficiente para proteger e integrar prácticas y conocimientos en la organización. “No revisaremos la producción diaria de los ingenieros para ver si funcionan de acuerdo con los procesos definidos”, dice Loncke. “Estas deben ser de segunda naturaleza. Con las herramientas de validación de NX Checkmate, tenemos un modelo de control disponible, pero esto está orientado al cumplimiento de estándares de modelos y dibujos. Garantizar que los procesos están completamente integrados se llevará a cabo repitiendo la certificación cada dos años.”

Las reacciones de los participantes y la gestión han sido extremadamente positivas. Incluso los usuarios muy experimentados que se entrenaron para pasar la prueba de certificación comentaron que habían aprendido mucho. “Ciertas personas obtuvieron una puntuación del 100% en todas las áreas”, dice Loncke. “Han sido alabados por esto. Sus conocimientos y habilidades de NX encajan perfectamente con el trabajo que tienen que hacer”.

Actualización más rápida a nuevas versiones

Las respuestas de los participantes en la certificación también han incluido propuestas de mejora de la implementación de nuevas versiones de NX dentro de ASML. Además, también se ha recopilado la entrada sobre el funcionamiento de NX. Esta aportación ha sido evaluada por los representantes de Siemens Digital Industries Software y abordada en el desarrollo de NX.

Beneficios de productividad

El beneficio clave de la certificación es el aumento de la productividad. “Ya conocíamos los indicadores antes y después de la certificación del piloto”, dice Loncke. “Después de la capacitación y la recertificación, los ingenieros eran un 50 por ciento más eficientes con NX y Teamcenter.” Esa métrica se derivó específicamente de ejercicios no realizados a tiempo y del uso de soluciones prolongadas. “Después del entrenamiento, los ejercicios se completaron dentro del tiempo asignado y los ingenieros fueron directos a la mejor solución usando las características correctas”, continúa Loncke. “Hemos calculado el retorno de la inversión y hemos llegado a un caso de negocio que apoya inequívocamente el valor de la formación”.

Design Automation Associates, un análisis de la vibración de la placa de un circuito reduce los errores y resulta en un proceso 100 veces más rápido

Producto: NX CAD
Industria: Electrónica y Semiconductores

El uso de NX Open para automatizar los procesos de diseño y análisis iterativos da como resultado operaciones estandarizadas y altamente eficientes.

Ingenieros ayudando a ingenieros

Fundada por tres ingenieros de United Technologies en 1995, Design Automation Associates Inc. (DAA) ofrece una variedad de servicios de consultoría de ingeniería, con un enfoque en ayudar a las empresas a automatizar sus procesos de desarrollo y configuración de productos. La firma, que ahora cuenta con una plantilla de 20 personas, atiende a una amplia gama de industrias, incluyendo equipos rotativos, embalaje electrónico, maquinaria industrial, aeroespacial, militar y automotriz.

DAA tiene una gran experiencia en la determinación de qué actividades son adecuadas para la automatización. Uno de los más prometedores consiste en el diseño y análisis de productos de ingeniería a pedido (ETO) y configurados a pedido (CTO). “Los problemas iterativos ocurren en todas las áreas del diseño y análisis de ingeniería, pero ocurren especialmente en empresas con productos de ingeniería a pedido y configurados a pedido donde ciertas piezas están diseñadas de manera tan repetitiva que la automatización puede proporcionar enormes ahorros de tiempo”, dice John Lambert, presidente y CEO de DAA.

Como ejemplo específico en el embalaje electrónico, Lambert señala el análisis de elementos finitos (FEA) que debe realizarse para placas de circuito impreso (PCB) ETO. “Por cada nuevo pedido, estas empresas tienen que rediseñar sus placas de circuito. Incluso cuando las empresas utilizan una buena tecnología de análisis, todavía hay mucho trabajo que debe hacerse a mano”, explica Lambert. En muchos casos, se necesitan cálculos manuales para disuadir las cargas de las minas, por ejemplo, y para evaluar los resultados de un análisis. “Muchos de esos cálculos, como los utilizados para interpretar resultados, implican procedimientos especializados que forman parte de la propiedad intelectual de una empresa que la hace única y capaz de competir”, continúa Lambert. “Hay todo un dominio de lógica y cálculo que no se agregará a ningún software de análisis como funcionalidad lista para usar, porque es específico de la empresa.”

DAA ha visto situaciones en las que el proceso de análisis de un solo producto ETO tomó hasta 40 horas. “Y una empresa podría realizar ese mismo proceso de análisis de 100 a 200 veces al año”, dice Lambert. “Además del tiempo y los gastos incurridos, tener que basarse en tanto cálculo manual introduce la probabilidad de error.” Cada vez que DAA ve intentos de automatización, casi siempre está en forma de macros, que son, como señala Lambert, “tecnología de hace veinte años”.

Mucho más allá de las macros

Los ingenieros de DAA utilizan una serie de soluciones avanzadas de diseño y análisis en su trabajo, pero cuando se trata de automatizar análisis complejos e iterativos y bucles de análisis de diseño, la firma se basa en el software Simcenter y NX de Siemens Digital Industries Software. DAA utiliza Simcenter 3D y Simcenter Nastran, ambos parte de la cartera Simcenter de Siemens, para análisis avanzados. “El conjunto de herramientas Simcenter y NX es una funcionalidad de clase mundial”, dice Lambert. “Con Simcenter 3D y NX, obtenemos capacidades integradas de modelado y análisis, así como NX Open.” NX Open es la interfaz de programación de aplicaciones (API) integrada en Simcenter 3D y NX. DAA utiliza NX Open, junto con algunas codificaciones personalizadas, para sus automatizaciones más complejas. “Los problemas en los que nos estamos centrando requieren complejidad y automatización más allá de la compatible con capacidades lista para usar”, dice Lambert. “Para eso usamos NX Open.”

Como un ejemplo de la automatización daa ha hecho, Lambert describe un análisis de elementos finitos de un PCB destinado para su uso en una aplicación aeroespacial. “Este es un gran ejemplo de una tarea que debe hacerse iterativamente, en parte porque hay tantas variables de diseño, como los componentes de la placa y los soportes, que se pueden cambiar”, explica Lambert. “Además, las placas están sujetas a vibraciones aleatorias, y dependiendo del espectro puede haber una o más zonas de exclusión. Es necesario mover iterativamente las frecuencias para alejarlas de las “zonas de exclusión” y en áreas de menor vibración, pero no es tan simple porque se pueden aumentar las cargas y las tensiones haciendo eso. Al mover frecuencias, debe reevaluar las cargas. Y a menudo en los envases electrónicos hay componentes que tienen frecuencias cerca unas de otras, por lo que se magnifican entre sí. Se convierte en un juego exhaustivo e iterativo para lograr el equilibrio entre la colocación de frecuencia adecuada y la integridad de la placa estructural.”

La versión automatizada de DAA de este proceso, que mira al usuario como la funcionalidad nativa de NX, incluye modelado geométrico, preprocesamiento FEA, postprocesamiento y análisis utilizando Simcenter 3D y Simcenter Nastran® software. A partir del modelo de geometría NX del PCB, el programa crea automáticamente la malla de elementos finitos y aplica las propiedades de material adecuadas. A continuación, ejecuta iterativamente un análisis de extracción de frecuencia (Simcenter Nastran Solution 103). Código personalizado escrito por DAA usando NX Open compara los resultados con el espectro de vibración aleatorio, y luego continúa el bucle iterativo y las modificaciones a la geometría PCB hasta que las frecuencias de vibración PCB están fuera de la zona de exclusión en la curva de vibración aleatoria. A continuación, se realizan cálculos personalizados para determinar cargas, seguidos de análisis de tensiones y desviaciones (Simcenter Nastran Solution 101). Algún código personalizado adicional combina esos resultados con el conocimiento de la industria y el proceso para generar predicciones de vida, hacer comparaciones con los materiales permitidos y, en última instancia, determinar si el diseño es aceptable. Si no es así, el proceso se inicia de nuevo y las iteraciones continúan hasta que el diseño tiene una integridad estructural adecuada.

En este ejemplo, Lambert señala que el análisis térmico no está involucrado, aunque podría ser: “Generalmente hay análisis térmicos que hay que hacer y se puede incluir en la automatización también”.

Enormes ahorros de tiempo y menos errores

Uno de los beneficios más obvios de la automatización, como se ilustra en el ejemplo pcb, es el tiempo que ahorra. Lambert ha visto situaciones en las que el proceso automatizado realiza ahora un análisis que antes requería 40 horas en 15 minutos.

Por supuesto, crear la automatización lleva tiempo, y DAA tiene una buena regla general para estimar cuánto tiempo. “Se tarda aproximadamente 10 veces más en crear una rutina de automatización algo robusta como para ejecutar una sola iteración”, explica Lambert. “Así que no todo es apropiado para una automatización. Si es un análisis que una empresa va a ejecutar sólo un puñado de veces, probablemente no vale la pena. Pero si es algo que están haciendo 25 o 100, o 200 veces al año, tiene mucho sentido”.

¿Qué nivel de habilidad se necesita para crear una automatización como la que describió? “Necesitas a alguien que tenga un nivel moderado de capacidad de programación”, dice Lambert. “La función de registro en diario generará una gran cantidad de código NX Open para usted, pero necesita saber cómo abrir ese código, editarlo y mejorarlo para que sea más adecuado para una aplicación de uso general, en lugar de simplemente grabar pulsaciones de teclas.”

Hay varios otros beneficios para el apareamiento automático de procesos de simulación iterativa con Simcenter 3D. Las automatizaciones mantienen el aspecto y la sensación de NX, por lo que los usuarios que se sienten cómodos con NX CAD necesitan una formación mínima para usarlos. Además, una vez que los procesos son automatizados por analistas expertos, pueden ser dirigidos por usuarios con menos educación y capacitación, liberando a los analistas para proyectos más desafiantes. La automatización de un proceso también tiene el efecto de estandarizarlo y eliminar errores humanos, como los errores de los analistas en los cálculos manuales.

DAA ha tenido tanto éxito usando la automatización NX Open que sorprende a Lambert que más empresas no están aprovechando la funcionalidad de programación del software. “Hay una capacidad muy potente en NX y Simcenter, pero rara vez vemos que se utiliza a pesar de que hay una gran necesidad de este tipo de automatización entre nuestros clientes”, dice. “En las situaciones correctas, automatizar los procesos de simulación dentro del entorno NX CAD bien podría valer la pena la inversión.”

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