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3DCS - Software per analisi tolleranze (Tolerance Analysis)

Analisi delle Tolleranze nel mondo 3D

La sfida che oggi le aziende devono affrontare, in termini di risparmio di costi e di presenza sul mercato con prodotti innovativi prima della concorrenza, richiede da subito uno sviluppo del prodotto rapido, efficace, privo di errori e in linea con gli obbiettivi  definiti. 

Analisi delle tolleranze

I progettisti  e gli ingegneri creano degli assiemi riferiti alle dimensioni nominali  dei componenti,, a questi ultimi sono attribuite le tolleranze (GD&T), ma il CAD non è in grado di analizzare come  tolleranze , sequenze  di assemblaggio e  schemi di fissaggio possano influenzare l'effettiva realizzazione del prodotto.
  • Prevedere il comportamento dell'assieme
  • Analisi dei fattori chiave
  • Controllo dei costi
L'uso di programmi di analisi e simulazione virtuale permette di studiare e determinare la fattibilità del progetto e dei fondamenti del processo produttivo nelle primissime fasi di sviluppo. In questo modo, le aree problematiche possono essere identificate e corrette nella fase iniziale per evitare successive costose modifiche in produzione, ridurre gli scarti e migliorare la qualità.
 
Ecco che la gestione delle tolleranze a livello interdipartimentale, progettazione e fabbricazione, è la chiave decisiva per ottimizzare la qualità del prodotto ed è esattamente quello che realizza il SW 3DCS della Dimensional Control System.
 
3DCS Variation Analyst Suite  è una applicazione  SW per la gestione delle catene di tolleranze all'interno di assiemi e permette di prevedere l'ampiezza e la causa degli scostamenti dai modelli teorici.  3DCS utilizza un prototipo digitale per creare una rappresentazione completa della geometria , tenendo in conto le tolleranze di lavorazione e di accoppiamento, le variazioni dovute al processo di assemblaggio: sequenza , definizione dei vincoli, nonché gli utensili e la stima delle misure. Questo modello è quindi utilizzato per prevedere se ci saranno problemi di effettivo assemblaggio prima che le parti fisiche siano realizzate o siano effettuate lavorazioni con utensili, (taglio, foratura, ecc.). L'analisi aiuta a ridurre l'impatto negativo della variazione dimensionale del prodotto, garantendo così qualità e riducendo costi e time-to-market .
 
L'applicazione è disponibile: integrata in CATIA V5, 3DEXPERIENCE, NX e CREO;  standalone in versione Multicad per importare direttamente i modelli nativi dai CAD più diffusi  (ad esempio SolidWorks, Inventor) e in formato neutro Step, Iges e JT.
 
Cuore della suite per la gestione delle tolleranze  è il Variation Analyst che permette di:
  • 3DCS - Software per analisi tolleranze (Tolerance Analysis)posizionare le parti nel complessivo nel rispetto delle sequenze di assemblaggio previste, 
  • assegnare le tolleranze alle parti e alle attrezzature di assemblaggio importandole eventualmente dalle FTA di CATIA o  dalle PMI di NX,
  • definire le Key Charateristic KC da analizzare
  • simulare un gran numero di possibili assiemi in funzione delle tolleranze attribuite utilizzando  il metodo Monte-Carlo,
  • verificare la presenza di eventuali caratteristiche fuori specifica,
  • determinare l'influenza delle tolleranze sulle KC 
 
Per approfondire:  Variation Analyst
 
Al programma Variation Analyst  si aggiungono alcuni  moduli specialistici opzionali, fra questi: GeoFactor, Mechanical Modeler, Compliant Modeler, Advanced Analyser & Optimizer.
 
Geo Factor:
 

3DCS Geometrica Factor Analyzer (3DCS GFA) è un modulo add-on per 3DCS utilizzato per capire come  le relazioni  fra le varie parti ed il posizionamento dei fissaggi possano  influire sulla qualità complessiva di assemblaggio. In poche parole, una tolleranza, indipendentemente da quanto piccola, può produrre un impatto significativo alla variazione complessiva dell'assieme.

Analizzare  le tolleranze da sole non  assicura che si potrà ottenere un assemblaggio di qualità. I requisiti  funzionali di forma e finitura  possono essere compromessi a causa degli effetti "leva" che possono verificarsi nell'assieme .Una attenta valutazione di questi effetti può eliminare il rischio di  avere assiemi non montabili o con difetti che ne compromettono la funzionalità richiesta.

 

Per approfondire: GeoFactor

 
 

Mechanical Modeler

Assemblaggi meccanici complessi richiedono routine di simulazioni dei movimenti diverse da quelle che possono trovarsi nell'assemblaggio delle lamiere. Con vincoli e componenti interconnessi, i movimenti delle parti sono influenzati dai vincoli e dalle tolleranze dei componenti collegati..

3DCS - Mechanical ModelerPer questo motivo sono necessarie routine speciali che definiscano i movimenti e vincoli di questo tipo.
3DCS Mechanical Modeler aggiunge al set di funzioni di base routine speciali che definiscono movimenti e vincoli di questo tipo. All'interno di questo set di strumenti di semplice utilizzo, gli utenti troveranno non solo le opzioni di cui hanno bisogno per modellare assiemi meccanici come motori, trasmissioni, porte, pannelli, ingranaggi e leve, ma anche nuove "moves" che possono rendere l'analisi dei movimenti di corpi rigidi più veloce e efficiente. Il moto dei componenti del modello può essere cinematicamente e statisticamente simulato; ad ogni fase del movimento, 3DCS esegue i calcoli di tolleranza, assicurando che il meccanismo e il suo montaggio siano in configurazioni che si scostano dal valore nominale secondo i limiti delle tolleranze richieste.
Per approfondire: Mechanical Modeler

 

Compliant Modeler

3DCS - Compliant ModelerQuesto modulo crea un file di mesh FEA (Finite Element Analysis), importandolo da uno dei numerosi risolutori (punti e matrice di rigidezza)i e lo applica alle parti che verranno così analizzate con il metodo Monte Carlo tenendo in conto le caratteristiche del materiale. Questo consente di determinare come i componenti reagiscono alle forze che si generano a causa del processo e dell'ambiente: bloccaggi,, saldature piegature, ritorno elastico, calore e forza di gravità.
CM mostra visivamente la deformazione delle parti permettendo di trovare soluzioni per ridurre le variazioni e di migliorare i processi valutando l'influenza delle operazioni sull'assieme. Permette anche di ottimizzarne la sequenza di montaggio e fissaggio con morsetti, saldature, viti e bulloni evidenziando gli effetti di queste operazioni puntuali sulla deformazione dell'intero modello.
Per approfondire: Compliant Modeler

 

Advanced Analyzer & Optimizer

3DCS AAO è costituito da due parti: La prima, Analyzer crea una sola matrice di tutte le misure e tolleranze del modello per una visione globale delle caratteristiche del prodotto. Questo si rivela molto utile quando si lavora con modelli molto complessi: invece di guardare a tutte le singole tolleranze, misura per misura, si ottiene un unica matrice dove sono evidenziate con dei colori il grado di influenza delle singole tolleranze sull'intero scenario. La possibilità di modificarle e testare varie soluzioni senza intervenire sul modello lo rende uno strumento molto utile permettendo con la seconda parte, l'Optimizer di ottimizzare per costi e qualità definendo di volta in volta degli obbiettivi..
Per approfondire: Advanced Analyzer & Optimizer

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