1 Capitolo 1 Introduzione a Inventor Professional Autodesk Inventor è un programma che racchiude al suo interno un set di strumenti per la progettazione manifatturiera. È stato presentato da Autodesk nel 1999 come un modellatore 3D parametrico; la cosa fece scalpore perché Autodesk era famosa per aver creato AutoCAD, il più diffuso sistema CAD, e questa volta non aveva sviluppato il modellatore parametrico sulla base del suo miglior prodotto, ma creò un architettura completamente indipendente, ben conscia comunque che questo nuovo software avrebbe permesso sviluppi importanti a tal punto che oggi considera Inventor il punto focale della sua suite di strumenti per il PLM (Product Lifecycle Management, la gestione del ciclo di vita del prodotto), gestendone tutta una serie di informazioni che vanno dalla sua ideazione, allo sviluppo, alla realizzazione. Il programma si integra con altri software dello stesso produttore come Autodesk Studio, il PDM Productstream, 3ds Max, Revit e soprattutto AutoCAD, il Software CAD 2D più usato e conosciuto al mondo. Nel proseguo degli anni il software è stato sviluppato talmente tanto che l appellativo di CAD parametrico risulta riduttivo; ad oggi con Autodesk Inventor è possibile realizzare prototipi digitali sfruttando tutta una serie di strumenti per la progettazione 3D, la simulazione dei prodotti e la comunicazione progettuale prima della loro effettiva realizzazione. Inventor offre un ambiente di progettazione 3D intuitivo dove l interfaccia cambia di volta in volta in base all ambiente di lavoro attivo, mettendo a disposizione dell utente solo gli strumenti strettamente necessari. Tali strumenti sono altresì disponibili tramite il menu contestuale del mouse (ulteriormente sviluppato in questa versione), oppure direttamente nell area grafica tramite la Manipolazione dinamica per una modifica in tempo reale, o nelle vicinanze del modello mediante la Mini barra degli strumenti (Figura 1.1).
2 Autodesk Inventor Professional 2014 Figura 1.1 Esempio di componente 3D in fase di modifica tramite Manipolazione dinamica e con gli strumenti disponibili sulla Mini barra degli strumenti. Nella parte sinistra dell immagine un esempio del menu contestuale sull Area grafica. I moduli di Autodesk Inventor Il prodotto si è sviluppato fino a presentarsi nella versione 2014 (quella attuale) in 6 moduli suddivisi per specializzazione: Inventor LT. Per il passaggio dal 2D al 3D più semplice grazie alle potenti funzionalità di progettazione 3D a livello delle singole parti. Permette di progettare, visualizzare e verificare parti complesse in 3D utilizzando strumenti di modellazione parametrici a livello delle singole parti. Da la possibilità di generare rendering per comunicare l idea progettuale e disegni che, pronti per la produzione, vengono aggiornati automaticamente al progredire dei progetti e a ogni cambiamento dei modelli delle parti 3D. Inventor. Per progettare in tempi più rapidi, per la creazione di Parti, di Lamiere, di Assiemi, di Assiemi saldati, della messa in tavola, di strutture di carpenteria, il centro contenuti di parti normalizzate, l ambiente Inventor studio per il rendering e l integrazione con Autodesk Studio. Inventor Professional. Aggiunge alla versione Inventor i seguenti moduli: Progettazione di sistemi elettrici/percorsi di condotte e tubature. Alle caratteristiche del modulo Inventor aggiunge i moduli per la creazione di tubazioni e condotte e quello per cavi e cablaggi elettrici con piena integrazione con AutoCAD Electrical. Nel modulo tubazioni e condotte vengono creati gli stili di tubi e tubature (flessibili o rigidi), aggiunte condutture e percorsi, create condotte con relativi raccordi avvitati, saltati o con pieghe. I percorsi dei tubi o delle condotte vengono realizzate utilizzando uno Schizzo 3D all interno della progettazione di Assieme. Il modulo di Cavi e cablaggi consente invece
Capitolo 1 - Introduzione a Inventor Professional 3 di creare e modificare sistemi tridimensionali di cablaggio sempre nel contesto di un Assieme standard. Vengono collegati tra loro i connettori stendendo automaticamente i fili e tenendo conto dell ingombro dell assieme in lavorazione, eventualmente organizzando in guaine i fili sciolti per ottimizzare l andamento dei cavi. In Figura 1.2 sono riportati entrambi gli esempi. Figura 1.2 Esempio di un Assieme con tubazioni e condotte (sopra) e di un Assieme con cavi e cablaggi (sotto). Stampi e strumenti di stampaggio Oltre alle caratteristiche del modulo Inventor aggiunge i moduli per la realizzazioni di stampi e attrezzature. In Tooling Suite, tramite gli strumenti di analisi fluidodinamica della plastica è possibile simulare e ottimizzare i progetti degli stampi prima della loro lavorazione, determinare la portata del materiale, impostare il posizionamento ideale dei punti di iniezione, valutare il ritiro e stabilire i parametri del processo (Figura 1.3).
4 Autodesk Inventor Professional 2014 Figura 1.3 Esempio di analisi fluidodinamica della plastica. Convalida delle prestazioni con simulazione e analisi a elementi finiti (FEA) Aggiunge ad Inventor i moduli per la simulazione dinamica e l analisi delle sollecitazioni. Tramite questo modulo è possibile impostare carichi, vincoli, contatti e successivamente generare ed interpretare i risultati tramite la simulazione dinamica e l analisi statica e modale a elementi finiti (FEA), sia a livello di parti che di assiemi (Figura 1.4).
Capitolo 1 - Introduzione a Inventor Professional 5 Figura 1.4 Esempio di un simulazione a elementi finiti. Gli ambienti di lavoro in Inventor Il processo di progettazione di Autodesk Inventor si svolge utilizzando diversi ambienti in base alle necessità di realizzazione (Schizzo, Parte, Assieme, ecc.), mettendo a disposizione in ognuno un set di strumenti ottimizzati. Tutti gli ambienti sono attivabili aprendo i relativi documenti (file) e sono accessibili, inoltre, dalla finestra di dialogo Nuovo file (Figura 1.5), rinnovata nella versione 2013 di Inventor, e nella quale è possibile decidere quale tipo di documento creare: ogni tipo attiverà un proprio ambiente di progettazione. Figura 1.5 La finestra di dialogo Nuovo File dalla versione 2013 e i tipi di documenti creabili.
6 Autodesk Inventor Professional 2014 Il documento di tipo Parte Figura 1.6 File Modello di Parte. Per attivare l ambiente di Parte, è necessario attivare il modello Standard.ipt (Figura 1.6). Questo ambiente è indicato per costruire componenti singoli, chiamate Parti; la modellazione del componente è basata su Lavorazioni parametriche che permettono la velocizzazione del processo in fase di modifica. I comandi resi disponibili per le Parti consentono di modificare gli Schizzi, le Lavorazioni e i corpi che vengono combinati per crearle. Sarà poi possibile, successivamente, inserire una Parte in un Assieme e vincolarla nella posizione che occuperebbe una volta prodotto l assieme. La creazione della maggior parte delle Parti inizia con uno Schizzo che è costituito dal profilo di una Lavorazione e da qualsiasi tipo di geometria, come per esempio una traiettoria per l esecuzione di uno Sweep o un asse di rotazione, necessario per creare la Lavorazione. L estensione tipica del file di Parte è.ipt (Inventor Part); nella Figura 1.7 è riportato un esempio di Parte, ottenuta con l applicazione di diverse Lavorazioni. Figura 1.7 Un componente di Parte di Autodesk Inventor. Il documento di tipo Lamiera Figura 1.8 File Modello di Lamiera. Per attivare l ambiente di progettazione Lamiera, si deve aprire il modello Lamiera.ipt (Figura 1.8). Si tratta di un componente singolo (è una Parte a tutti gli effetti) ma realizzato con appositi comandi per le lavorazioni delle Lamiere; è un componente a spessore unico che segue le regole di piegatura e spiegatura definite in un apposito Stile di lamiera. Una Parte in lamiera viene creta come un modello piegato, ma in qualsiasi
Capitolo 1 - Introduzione a Inventor Professional 7 momento può essere visualizzata come modello piatto sul quale è anche possibile attuare delle Lavorazioni; entrambe le versioni possono successivamente essere inserite nella Tavola tecnica. Anche per le lamiere l estensione del file è.ipt (Inventor Part). In Figura 1.9 è riportato un esempio di Parte in Lamiera, ottenuta con l applicazione di diverse Lavorazioni ad essa dedicate. Figura 1.9 Esempio di un componente in lamiera. Il documento di tipo Assieme Per attivare l ambiente di Assieme, è necessario creare un nuovo file usando il modello Standard.iam (Figura 1.10). L estensione.iam significa Inventor Assembly. Questo ambiente è indicato per contenere gruppi di Parti a formare gli assiemi. All interno dell Assieme viene inserita un istanza della Parte, e non la Parte stessa: se il componente viene modificato nel file di Parte le modifiche si rifletteranno anche nel file di Assieme; in quest ultimo le Parti vengono assemblate mediante i vincoli posizionali che definiscono la posizione occupata da tali componenti rispetto agli altri. È anche possibile creare il componente di Parte direttamente in un file di Assieme, oppure è possibile creare Lavorazioni di assieme che influiscono su più componenti, come per esempio una foratura che attraversa più Parti. Gli Assiemi hanno la peculiarità di presentarsi in molteplici Rappresentazioni, come le Rappresentazioni di vista per memorizzare una configurazione di visualizzazione, le Rappresentazioni di posizione per catturare istantanee cinematiche degli Assiemi da utilizzarsi per studi sul movimento e per valutare diverse posizioni, le Rappresentazioni di livello di dettaglio per migliorare la capacità e le prestazioni del sistema software/hardware in uso. In Figura 1.11 è riportato un esempio di Assieme ottenuto assemblando diversi componenti singoli (Parti). Figura 1.10 Il file Modello per l Assieme.
8 Autodesk Inventor Professional 2014 Figura 1.11 Il file Modello per l Assieme. Il documento di tipo Assieme saldato Figura 1.12 File Modello di Assieme saldato. Figura 1.13 Esempio di Assieme saldato. In Autodesk Inventor esiste un altro tipo di Assiemi: quelli saldati. Per poterli creare è necessario iniziare un nuovo file utilizzando il modello Assieme saldato. iam (Figura 1.12). Si tratta di un ambiente d Assieme nel quale le Parti possono essere accorpate mediante processi di saldatura. All interno del documento viene impostato il materiale che compone il cordone di saldatura, vengono utilizzati gli strumenti per le preparazioni alle saldature (smussi, forature, ecc.), vengono aggiunte le saldature vere e proprie con le caratteristiche del cordone di saldatura e le lavorazioni post saldature per l eliminazione della parte eccedente dei cordoni. Anche per questo tipo di Assiemi l estensione rimane.iam (Inventor Assembly). Nella Figura 1.13 è riportato l esempio di un Assieme saldato.
Capitolo 1 - Introduzione a Inventor Professional 9 Il documento di tipo Assieme progettazione stampi Di recente implementazione, per attivare l ambiente di Assieme progettazione stampi, si apre il modello Model Design.iam (Figura 1.14) contenuto nella scheda Model Design della finestra di dialogo Nuovo file. Tramite questo ambiente, il programma mette a disposizione una serie di strumenti per la progettazione e la convalida degli stampi a iniezione per parti in plastica. Tramite gli strumenti di analisi fluidodinamica della plastica di Autodesk Moldflow è possibile creare una simulazione per ottimizzare i progetti degli stampi prima della loro realizzazione. L analisi degli stampi permette di ottimizzare i progetti e ridurre al minimo il numero di ripetizioni nella creazione degli stessi, risparmiando così tempo e denaro. Tramite questi strumenti è possibile determinare la portata del materiale, suggerire il posizionamento ideale dei punti di iniezione, valutare il ritiro e stabilire i parametri del processo. L estensione tipica del file di Assieme progettazione stampi è.iam (Inventor Assembly); in Figura 1.15 è riportato un esempio di stampo creato con il modulo Autodesk Moldflow. Figura 1.14 File Modello di Assieme progettazione stampi. Il documento di tipo Presentazione L ambiente di Presentazione, che si attiva quando viene inizializzato un nuovo file utilizzando il modello Standard.Ipn (Inventor Presentation), riportato nella Figura 1.16, viene utilizzato per documentare come è composto un Assieme. Tramite una presentazione viene creato un esploso dell Assieme stesso che può essere utilizzato nelle tavole per generare una vista 2D. Dopo la creazione dell esploso, si possono anche creare dei documenti multimediali atti alla Figura 1.15 Esempio di uno stampo creato con il modulo Autodesk Moldflow. Figura 1.16 File Modello di Presentazione.
10 Autodesk Inventor Professional 2014 Figura 1.17 Esempio di Presentazione di un Assieme. visualizzazione del metodo di assemblamento e disassemblamento. Nella Figura 1.17 è riportato un esempio di assemblaggio ottenuto con l ambiente di presentazione. Il documento di tipo Disegno Figura 1.18 I file Modello per i Disegni. Per attivare l ambiente di Disegno, che serve per la creazione dei disegni tecnici del progetto quali le Viste quotate e le Tavole, è necessario utilizzare i modelli Standard.idw o Standard.dwg (Figura 1.18). Una volta completato il processo di progettazione con i moduli precedenti, per ottenere la documentazione tecnica viene creato un file di Disegno nel quale è possibile impostare delle Tavole tecniche comprensive di Viste, Sezioni, Annotazioni, Tabelle elenco parti, il tutto seguendo le normative del paese in uso. All interno del Gestore di tavole 2D, il cui disegno della squadratura e del cartiglio può essere sia un file con estensione.idw (Inventor Drawing) o un file con estensione.dwg (nativo di AutoCAD), sono contenuti uno o più fogli dove vengono realizzati i disegni associativi rispetto ai prototipi digitali. Questo significa che le modifiche apportate ai modelli vengono automaticamente riflesse nel Disegno alla prima apertura dello stesso, ma non solo: è anche eventualmente possibile apportare modifiche alla Tavola 2D e fare in modo che queste vengano riflesse sul prototipo 3D. Nella Figura 1.19 è riportato l esempio di una Tavola tecnica ottenuta con l ambiente di Disegno in Autodesk Inventor.
Capitolo 1 - Introduzione a Inventor Professional 11 Conclusioni Figura 1.19 Esempio di una Tavola ottenuta nell ambiente di Disegno. In questo capitolo abbiamo fatto solo un breve cenno alle caratteristiche di Autodesk Inventor: abbiamo elencato gli ambienti di lavoro nei quali opererete seguendo le spiegazioni di questo libro.