Manufatti in fibra di carbonio asciutta: rilievo delle fibre, reverse engineering e simulazione delle proprietà meccaniche - Ramspec
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Manufatti in fibra di carbonio asciutta: rilievo delle fibre,
Riservato
reverse engineering e simulazione delle proprietà meccaniche
1
Agenda
• Presentazione del Gruppo Hexagon
• Descrizione generale del caso applicativo
• Rilievo e Acquisizione
• Elaborazione dei dati
• Analisi predittiva
• Risultati e Conclusioni
Riservato
2
GRUPPO HEXAGON – 2018
Nord America
Cina
31% 16%
Vendite Vendite
Western Europe
30%
Vendite
3800+ impiegati
nell’R&D EMEA (excluding
western Europe)
3.700+ Brevetti attivi 7%
Vendite Asia Pacifico
(esclusa Cina)
America Centrale e 13%
12% del fatturato investito Sud America Vendite
in ricerca e sviluppo
3%
Vendite
Oltre €3,4 miliardi
di fatturato previsti 2018
Centri servizi al cliente e dimostrazioni
oltre 17.300
Riservato
Sedi produttive
3 dipendenti
Panoramica delle soluzioni HEXAGON
Le nostre soluzioni si concentrano in due aree applicative:
Geospatial Enterprise Industrial Enterprise
Solutions (GES) Solutions (IES)
49%
50% 51%
50%
del fatturato del fatturato
Sensori che rilevano il mondo attorno Sensori e software che migliorano e
a noi, da terra, mare, aria e spazio ottimizzano i processi produttivi
Software per interpretare e agire sui Software per progettare, costruire e rendere
dati acquisiti operativi impianti industriali e strutture offshore
Unire il mondo reale e il mondo digitale
SENSORI
Mondo
Uniamo i mondi reale e DIGITALE
digitale in modo che i dati
Mondo generati siano
ACQUISIZIONE REALE
immediatamente fruibili AZIONE
(nello stato di fatto) (come da progetto)
SOFTWARE
Le nostre aziende Soluzioni «Geospatial» Soluzioni «Industrial»
HEXAGON MANUFACTURING INTELLIGENCE
Creazione di un portfolio di tecnologie per una produzione "smart"
D&E
Metr.
Prod.
Metr.
2014-oggi
Metr. 2009-2013
Manufacturing
Software di Intelligence
2005-2008 produzione
Metr. multisensore
Approccio "buono,
migliore, il migliore";
2002-2004 aggiunte altre tecnologie
portatili
Bracci di misura
aggiunti al portfolio
Metr.
2001
Ingresso nel settore,
investimento nel
software
VASTO PORTFOLIO CLIENTI, PRESENZA GLOBALE
• Molte migliaia di clienti, grandi e piccoli, beneficiano dei prodotti Hexagon
• Competitivi in molti settori dell'industria
AUTOMOTIVE AERONAUTICO ELETTRONICA MEDICALE MACCHINARI
AEROSPAZIALE
Riservato
10
Portfolio di prodotti di misura
LASER TRACKER E SCANNER A LUCE BRACCI DI MISURA CMM SISTEMI APPLICAZIONI
STRUMENTI DI
MISURA STAZIONI LASER BIANCA MULTISENSORE E AUTOMATICHE
OTTICI
PORTATILI FISSI
PC-DMIS
(Software fissi e Spatial Analyzer CoreView
SCANNER 3D TASTATORI portatili) Quindos (Software Portatili) (Software WLS)
(Software Fissi) SERVIZI POST-
VENDITA
SENSORI SOFTWARE
Riservato
11HEXAGON MANUFACTURING INTELLIGENCE
Descrizione generale del caso applicativo
La produzione di particolari in fibra di carbonio strutturali e non ha portato a
chiedersi se è possibile prevedere le loro reali prestazioni meccaniche.
Partendo dall’analisi delle fibre, e in particolare del loro orientamento e degli
eventuali difetti della trama, verrà mostrato come è possibile, per alcuni casi,
risalire tramite simulazione numerica, alle prestazioni meccaniche reali.
Riservato
13Rilievo e Acquisizione
Scansione 3D Creazione della
Mesh - STL
1 2
Riservato
14Rilievo e Acquisizione
Mappatura
Acquisizione istantanea delle Risultati
immagini immagini
3 4 5
Riservato
15Elaborazione dei dati
Analisi Esportazione dati
6 7
Riservato
16Elaborazione dei dati - Analisi
• Il Sistema di Visione Apodius HP-C-V3D è il primo e al momento unico sistema per l’analisi
tridiemensionale delle fibre di carbonio
• Il sistema è in grado di rilevare
l’orientamento 3D delle fibre e lo proietta
sul modello acquisito tramite lo scanner.
Tali dati possono quindi facilmente essere
comparati con i valori di progetto
(orientamento teorico delle fibre) o
esportati per successive analisi numerica.
• E’ così possibile capire dove la fibra è
orientata in modo sbagliato, porre azioni
correttive e/o documentare tali differenze
per successive analisi statistiche.
Riservato
17Elaborazione dei dati - Analisi
• Un algoritmo estremamente sofisticato determina l’orientamento locale della fibra e colora ogni singolo pixel che si trova
sulla superficie della mesh.
Riservato
18Elaborazione dei dati
Analisi Esportazione dati
6 7
Riservato
19Need for metrology
Material characteristics
FIBER-REINFORCED PLASTICS
Riservato
20Carbon Fiber-reinforced plastics (CFRP)
relative modulus / strength
• Quality control represents a critical factor for the economical
Modulus
establishment of CFRP part production
• Tailored fiber architecture to match performance requirements
• Architecture is tailored in the direction of the primary loads
Strength
• Varied fiber orientations to meet local performance requirements
• Preforms must be designed and examined to give the finished parts the
appropriate fiber architecture
differential angle α [degree]
Riservato
21Analisi predittiva
Misura dell’oggetto e dell’orientamento della fibra Esportazione dei dati
Importazione nel SW FEA Elaborazione con Software DIGIMAT Analisi predittiva delle prestazioni
Riservato
22Descrizione del test
• Componente
• geometria
• Doppia cupola
Materiale
• Fibra unidirezionale carbo-epossidica
• Processo produttivo
• Nastro preformato + iniezione di resina
• Strategia di simulazione
• Analisi di flessione
• Con fibre orientate secondo il modello teorico
• Con orientamento reale delle fibre
Riservato
23Risultati del test
Final damage
(t=1)
Damage progression
Area critica anlizzata (t=0.8)
First damage event
(t=0.65)
La simulazione realizzata
utilizzando l’orientamento reale
delle fibre predice come è
naturale che sia:
• Minore resistenza
• Cricca precoce
• Maggiore entità della cricca Damage progression
First damage event
(t=0.55) (t=0.8)
Final damage
(t=1)
Riservato
24Conclusioni e prospettive
La soluzione presentata permette di collegare le
misure effettuate nel mondo reale con l’ambiente di
simulazione per le fibre composite e consente
previsioni efficaci per migliorare un processo
produttivo o validare un particolare già realizzato.
Prospettive future
• Valutare in modo semplice e sicuro gli effetti dei
difetti di fabbricazione
• In particolar modo effetti locali di «waviness»
• Poter analizzare fibre «prepreg»
• Integrare i due software in modo che possano
dare risultati affidabili in real-time.
Riservato
25GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Riservato
26Puoi anche leggere
