Introduzione alla Modellazione Solida

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1 Introduzione alla Modellazione Solida Obiettivi della Modellazione Solida e del CAD CAD e progettazione, CAD e sviluppo prodotto Esempio Evoluzione storica Competenze richieste

2 Significato Con Computer Aided Design (CAD) l ingegnere intende l insieme di conoscenze tecniche e informatiche in grado di condurre un processo di Progettazione Assistita dal Calcolatore. Il CAD non è: solo uno strumento di disegno per la realizzazione grafica di forme uno specifico software Il CAD è: un metodo per lo sviluppo e la gestione di progetti industriali un insieme di procedure e funzionalità per il disegno e il progetto

3 Obiettivo Assistere l iter di progettazione offrendo strumenti in grado di: automatizzare gli aspetti ripetitivi e standardizzati ridurre gli errori relativi all applicazione delle norme tecniche (standard ISO, UNI, DIN, ) verificare il prima possibile criticità funzionali, costruttive e di fabbricazione attraverso prototipi virtuali gestire e archiviare le informazioni e le documentazioni di progetto e ciclo di vita del prodotto (Product Data Management e Product Lifecycle Management PDM e PLM)

4 Ciclo di Vita di un Prodotto

5 Fasi di Progettazione In progettazione la richiesta del mercato si definisce in modo sempre più dettagliato fino a diventare un insieme di disegni costruttivi per fabbricare e assemblare ogni componente del prodotto finito. Il Time to Market è il tempo necessario a lanciare sul mercato un nuovo prodotto/modello. Il computer promuove la riduzione del time to market aiutando: nella stesura dei vari tipi di progetto nella verifica anticipata di quello che può accadere in esercizio nella gestione delle informazioni tra I vari comparti lavorativi

6 Esempi di CAD e Iter Progetto

7 Sì, ma cos è un sistema CAD? I sistemi CAD sono applicazioni informatiche di alto livello in grado di gestire e integrare in tempo reale: librerie di modellazione geometrica in 2 e 3D computer grafica di restituzione e navigazione del modello geometrico 3D sistemi di puntamento e interfaccia grafica interattiva gestione e archiviazione dati e metadati Integrabili/integrati con programmi : di calcolo numerico per l ottimizzazione e la simulazione fisica di esercizio e produzione (=prototipazione virtuale) di gestione della conoscenza ingegneristica di supporto ad attività altamente specializzate applicazioni CAD di tipo verticale (ad es. per progetto saldature, lamiere,, applicazioni di tipo Knowledge Based Design (=sistemi esperti)

8 Evoluzione storica del CAD Si è sviluppato e cresce insieme alle evoluzioni hardware e software dell informatica: Anni 50-60: prime applicazioni di interattività uomo-macchina (IBM c/o General Motors, progetto Sketchpad@MIT); sviluppo di computer per elaborazioni di disegno computerizzato; sviluppo del calcolo numerico per verifiche strutturali; sviluppo di linguaggi di programmazione macchine utensili (APT). Anni 60-70: sviluppo del Computer Aided Drafting (disegno 2D di dettaglio, prime ottimizzazioni di interfaccia grafica refresh, panning, zooming su terminali con acceleratori grafici). Anni 70-80: inizio del disegno 3D di tipo reticolare (wireframe) e di surface modeling. Anni 80-90: sviluppo della modellazione solida, B-rep e C-rep (Boundary e Constructive Representation), volumi CSG (Constructive Solid Geometry).

9 Evoluzione storica del CAD Anni : Modellazione solida di tipo variazionale parametrico (feature based design), NURBS surface. e poi? Piena integrazione tra verifiche fisiche e ambiente virtuale Realtà virtuale e realtà aumentata per: la progettazione collaborativa (collaborative design) prototipazione virtuale nuove modalità di interfaccia uomo-macchina

10 Competenze richieste Come ingegneri industriali: solida conoscenza della fisica e delle interazioni tra diversi ambiti disciplinari (meccanica del continuo e reologia dei materiali, fluidodinamica e resistenza strutturale, elettronica e meccanica, ) conoscenza dello stato dell arte tecnico per saper vagliare scelte e soluzioni con spirito critico e evitare di scoprire l acqua calda! Continuo aggiornamento dei progressi tecnologici per comprendere come accelerare attraverso il CAD il processo di sviluppo di nuovi prodotti/tecnologie industriali Come ricercatori/sviluppatori: Conoscenza dei sistemi informatici software e hadrware Capacità di programmazione (in diversi linguaggi) Buona conoscenza della geometria computazionale, del calcolo numerico,