Durante gli studi universitari in Ingegneria Automobilistica, ho progettato un cambio con sincronizzatore bloccato come progetto di tirocinio e l'ho realizzato utilizzando una stampante 3D. Ho progettato il cambio con SOLIDWORKS. Quando ho scoperto il mondo di 3DEXPERIENCE, ho intravisto l'opportunità di apportare miglioramenti al mio progetto. Questi miglioramenti erano incentrati sulla riduzione dei tempi di stampa, mantenendo lo stesso livello di robustezza. Ho subito capito che potevo raggiungere questi obiettivi utilizzando xDesign – Design Guidance e SOLIDWORKS Collaboration.

In questo tutorial utilizzeremo una funzionalità di xDesign nel ruolo 3D Creator, ovvero la Design Guidance, per rendere il telaio più leggero e resistente.

Per prima cosa, impariamo insieme le basi della Design Guidance.

Che cosa sono le linee guida di progettazione?

Design Guidance è uno strumento potente per creare un nuovo componente o testare e migliorare il design di un componente esistente. La forma generata con Design Guidance si basa sui carichi e sui vincoli specificati nello schizzo o nel modello 3D.

Il menu Guida alla progettazione offre numerosi comandi e in questo tutorial esploreremo quelli principali evidenziati nell'immagine sottostante.

Assistente all'apprendimento

Con questo comando è possibile effettuare una rapida panoramica sia dell'interfaccia xDesign sia dell'interfaccia Design Guidance.

Restrizioni

1. Morsetto: questo vincolo limita tutti i movimenti (negli assi X, Y e Z) del piano o della superficie selezionati.

2. Fissaggio: questo vincolo limita il movimento del piano o della superficie selezionati in una o più direzioni. Consente al piano o alla superficie selezionati di scorrere liberamente al di fuori delle direzioni vincolate.

Carichi

1. Forza

È possibile utilizzare la forza per simulare l'energia di spinta o di trazione. La forza può essere applicata al piano o alla superficie selezionati in due modi.

a. Distribuito: la forza viene applicata uniformemente sulla superficie.

b. Punto: la forza viene applicata al centro della superficie selezionata.

2. Pressione

È possibile applicare forze perpendicolari all'area superficiale unitaria oppure applicare la pressione atmosferica.

3. Coppia

Questo simula il moto rotatorio o di torsione.

La Guida alla progettazione include valori già pronti, consentendo agli utenti di selezionare rapidamente i valori che desiderano applicare.

Nuovo design e riprogettazione

1. Nuovo design

Questo comando crea un modello 3D basato sui carichi e sui vincoli specificati. È interessante notare che non è nemmeno necessario un modello 3D per utilizzare questa funzione. In questo tutorial useremo il comando "Nuovo progetto".

2. Riprogettazione

Al contrario, Redesign verifica l'accuratezza del progetto in base ai carichi e ai vincoli specificati per un modello 3D esistente. Questa funzionalità è simile all'ottimizzazione topologica di SOLIDWORKS Simulation.

Ora che abbiamo ottenuto molte informazioni sulla Guida alla progettazione, possiamo passare al nostro progetto.

Come si fa?

Fase 1: Disegno tecnico

Utilizzeremo il comando "Nuovo progetto" nella Guida alla progettazione. Per farlo, abbiamo bisogno di alcuni disegni 2D e quote del telaio. Questi disegni e quote possono essere ottenuti da SOLIDWORKS. A questo scopo, ho creato il seguente disegno tecnico seguendo i passaggi necessari.

Fase 2: Creazione di uno schizzo in xDesign

Nella Guida alla Progettazione, è necessaria una superficie o un piano per applicare vincoli o carichi. Per questo studio, utilizzeremo i piani.

Nella schermata di accesso di xDesign, creeremo un nuovo componente chiamato Chassis. Quindi, creeremo un nuovo piano parallelo al piano YZ a una distanza di 0 mm. Aprendo un nuovo schizzo su questo piano, disegneremo i fori mostrati nella vista frontale. Confermiamo lo schizzo.

Successivamente, creiamo un nuovo piano a 95 mm di distanza, parallelo al piano XY. Su questo piano viene quindi disegnato un nuovo schizzo per creare il rettangolo mostrato nella vista dall'alto. Confermiamo lo schizzo.

A questo punto il progetto apparirà come segue.

Fase 3: Restrizioni

Dobbiamo limitare i movimenti dei 6 fori creati sul piano YZ nelle direzioni X, Y e Z. Per farlo, useremo il comando "Morsa". Dopo aver cliccato sul comando "Morsa", selezioniamo i fori e confermiamo la finestra di comando.

Il rettangolo che abbiamo creato sul piano XY formerà lo spessore del telaio. Dobbiamo solo creare un vincolo verso il basso. Qui useremo l'opzione Fixture. Il motivo per cui non utilizziamo morsetti è che non vogliamo creare una geometria 3D che si colleghi al piano XY. Dopo aver cliccato sul comando Fixture, selezioniamo il rettangolo e confermiamo la finestra di comando.

Ora apparirà come segue.

Fase 4: Carichi

I 4 fori più esterni del telaio ospitano le parti fisse del telaio. Poiché queste parti hanno masse molto ridotte, non è necessario applicare carichi a questi fori. I 2 fori interni ospitano le parti mobili. Gli alberi su cui sono montati gli ingranaggi sono collegati a questi due fori. Per questo motivo applicheremo carichi di forza e coppia a questi due fori. In questo progetto, ho determinato il fattore di sicurezza pari a 2.

Forza

2,5 kg x 9,81 m/s^2 x 2 = 49,05 N

Coppia

7,2 Nm x 2 = 14,4 Nm

Dopo aver cliccato sul comando Forza, selezioniamo 2 fori e inseriamo il valore della forza pari a 49,05 N nel punto corrispondente. Dopo aver determinato la direzione della forza verso il basso, confermiamo la finestra di comando.

Poiché il senso di rotazione degli ingranaggi è diverso, applicheremo il comando Coppia a entrambi i fori separatamente. In base al piano centrale, il foro in alto si muove in senso orario e l'altro si muove nella direzione opposta. Dopo aver cliccato sul comando Coppia, selezioniamo il foro in alto e inseriamo il valore di coppia di 14,4 Nm, confermando la finestra di comando. Ripetiamo le stesse operazioni per l'altro foro, cambiando il senso di rotazione.

Ora apparirà come segue.

Fase 5: Materiale

Il materiale predefinito in xDesign è la plastica ABS. È possibile utilizzare il Browser Materiali nel menu Strumenti per selezionare materiali diversi. Per fornire un esempio di questo progetto, nel video correlato viene mostrato come avviene l'assegnazione dei materiali.

Fase 6: Nuovo design

Il comando Nuovo Design presenta numerose schede e funzionalità. Dopo aver cliccato sul comando, apporteremo le seguenti modifiche.

1. Nella sezione Granularità voxel della Impostazioni , selezioniamo il dettaglio di scongelamento come Fine.
2. Determiniamo la massa target dalla Massa desiderata .
3. Dalla Volume , creiamo un riquadro di delimitazione per includere la geometria del nostro disegno. Cliccando sul riquadro Genera, abilitiamo Design Guidance a creare il modello organico più adatto alle nostre esigenze.
4. Una volta creato il modello organico, possiamo impostare la massa richiesta come desideriamo dalla scheda Risultato.

Confermiamo il comando.

Ora apparirà come segue.

Fase 7: Progettazione parametrica

Sulla base dei calcoli, Design Guidance ha creato un modello organico. Per rendere questo modello pronto per la produzione, creiamo e salviamo un modello parametrico con riferimento al modello stesso.

Il nostro modello si presenta come segue.

Fase 8: Modello di affettatura

Prima di utilizzare Design Guidance, il tempo di stampa del modello era di 9 ore e 40 minuti. Il tempo di stampa del modello che abbiamo creato utilizzando Design Guidance è di 7 ore e 16 minuti.

Grazie a Design Guidance, abbiamo accelerato la produzione del 25% in un periodo di 2 ore e 24 minuti.

Fase 9: SOLIDWORKS connesso

Infine, includerò il componente che abbiamo progettato in xDesign utilizzando SOLIDWORKS Connected nell'assemblaggio del cambio. Poiché SOLIDWORKS Connected è direttamente connesso al mio storage nel cloud, ho cercato il componente per nome e l'ho trascinato nel mio ambiente di assemblaggio. Abbiamo eseguito l'assemblaggio rapidamente con i comandi di assemblaggio rapido.

In questo tutorial ho spiegato nel dettaglio il valore della "Design Guidance" funzionalità. Ci vediamo al prossimo corso.

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Rıdvan Polat

Co-fondatore di ChampionXperience

Ridvan Polat è un SOLIDWORKS Elite Application Engineer, fondatore di ChampionXperiencee riconosciuto SOLIDWORKS, ENOVIAe 3DEXPERIENCE Champion. È specializzato nel supporto tecnico CATIA ed ENOVIA e nell'adattamento precoce di 3DEXPERIENCE , aiutando le organizzazioni a ottimizzare i flussi di lavoro PLM.

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