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L’innovazione Hexagon per la produzione sostenibile delle tavole da surf

Benoit Coudray – Global Business Enablement Director, Hexagon’s Manufacturing Intelligence division – descrive il workflow completo che gli ingegneri SEATECH e Hexagon hanno definito per la creazione del design all’avanguardia della tavola da surf di WYVE.

Nel 2019, due amici surfisti e ingegneri, Sylvain e Léo, hanno l’intuito di unire la loro passione sportiva con le loro competenze ingegneristiche per rivoluzionare la produzione delle tavole da surf. Nasce così WYVE con un obiettivo chiaro e ambizioso: rivoluzionare le tavole da surf grazie a un approccio scientifico all’avanguardia.

Investendo in ricerca e sviluppo, sono riusciti a progettare e costruire il loro primo prototipo: una tavola da surf di forma esagonale ottimizzata per la flessibilità. Determinati a rispettare gli standard ambientali, hanno utilizzato la tecnologia di stampa 3D per il loro progetto. Questa tecnologia ha dato loro maggiore libertà nella scelta dei materiali di origine biologica.

In Francia, per mantenere i prezzi competitivi delle proprie tavole da surf, WYVE ha scelto di internalizzare l’intero processo di produzione e innovazione con la creazione di una “micro-fabbrica”: un modello che combina tecnologie all’avanguardia e metodi artigianali. I due amici hanno aperto un negozio ad Anglet, nel cuore dei Paesi Baschi, e investito i loro fondi nella prima stampante 3D con l’obiettivo di produrre centinaia di tavole sostenibili personalizzate.

Hexagon e WYVE: insieme per la sostenibilità

Per ottimizzare il processo di produzione sostenibile di tavole da surf, WYVE si è rivolta a  SEATECH, una scuola di ingegneria con sede a Tolona in Francia, la quale si è avvalsa dell’esperienza di Hexagon.

Il team ha definito un workflow end-to-end con l’utilizzo delle soluzioni software e hardware di Hexagon in ogni fasedall’acquisizione dei dati reali alla progettazione e alla convalida, dalla garanzia di producibilità e ottimizzazione alla produzione fino all’ispezione della qualità e alla stesura dei report.

Di seguito è presentato il workflow completo che gli ingegneri SEATECH e Hexagon hanno definito per la creazione del design all’avanguardia della tavola da surf di WYVE, con una descrizione dettagliata di come l’azienda ha utilizzato la tecnologia di Hexagon in ogni fase.

Le 5 fasi del workflow per la creazione di un design innovativo della tavola da surf di WYVE

Figura 1. Acquisizione di dati nel mondo reale con il Absolute Arm e lo scanner Absolute AS1.
Figura 1. Acquisizione di dati nel mondo reale con il Absolute Arm e lo scanner Absolute AS1.

Fase 1: Acquisizione dei dati nel mondo reale

Il processo inizia con la trasformazione dei dati in digitale in tempo reale sul progetto iniziale della tavola da surf che ha requisiti di tolleranza molto stretti.

Per ottenere i dati precisi necessari per soddisfare i severi requisiti di tolleranza ed eseguire analisi di qualità, WYVE utilizza Absolute Arm di Hexagon. Questo braccio di misura portatile, tutto in uno e di facile utilizzo, consente di eseguire misure 3D rapide e precise negli uffici di progettazione o in produzione. L’Absolute Arm è dotato di un Absolute Scanner AS1 in grado di catturare i dettagli più fini che richiedono un’elevata precisione.

Figura 2. Analisi dei dati di reverse engineering in DESIGNER.
Figura 2. Analisi dei dati di reverse engineering in DESIGNER.

Fase 2: Progettazione e validazione

Per garantire che il progetto di ogni parte della nuova tavola da surf sia il più vicino possibile al pezzo originale scannerizzato, è necessario inserire nel sistema CAD un pezzo reale.

L’operazione è possibile grazie all’utilizzo del braccio di misura portatile di Hexagon insieme al modulo REcreate  del software DESIGNER (una soluzione dedicata al reverse engineering che offre una serie di funzionalità potenti e fondamentali, progettate per semplificare il processo di reverse engineering). Le funzioni del programma consentono di integrare parti reali nel sistema CAD, mantenendo al contempo i parametri di progettazione precisi del modello di tavola da surf reale.

Hexagon Figura 3. Simulazione della deformazione mediante la fotogrammetria dell'officina.
Figura 3. Simulazione della deformazione mediante la fotogrammetria dell’officina.

Fase 3: Garantire la producibilità e l’ottimizzazione

Per valutare il comportamento della tavola sotto sforzo, la fase successiva del processo torna al modello reale e richiede l’uso delle soluzioni di fotogrammetria della serie DPA di Hexagon per misurare le deformazioni e tracciare i punti strategici.

La velocità e la flessibilità di questa tecnologia di misura consentono di effettuare efficienti analisi di deformazione sui componenti che permettono di risolvere le misurazioni con elevata precisione e velocità, garantendo al contempo che l’oggetto in esame rimanga inalterato attraverso un processo di misura senza contatto.

Dato che le caratteristiche ideali delle tavole da surf variano a seconda dello scenario di utilizzo, il team WYVE aveva bisogno di una soluzione in grado di trovare un equilibrio tra queste caratteristiche su ogni diversa sezione della tavola. Il software Cradle CFD di Hexagon offre la soluzione perfetta per analizzare singolarmente ogni sezione della tavola per ottimizzarne le caratteristiche idrodinamiche. Questo tipo di analisi è fondamentale per accelerare il processo di apprendimento e ottenere significativi guadagni di efficienza.

Per convalidare la flessibilità delle tavole, la fase successiva del processo richiede il software Marc di Hexagon, che offre capacità di analisi strutturale statica e dinamica. In questo modo, il team potrà dare risposte rapide a specifiche analisi “what if” e potrà estendere i test ad altri tipi di carico.

L’utilizzo del software Apex Generative Design di Hexagon permette al team di progettazione di determinare i percorsi di carico tenendo conto dei vincoli di produzione. Questa è la soluzione chiave per ottimizzare la massa e la rigidità delle tavole da surf, offrendo al contempo le forme innovative che hanno contribuito a confermare WYVE come produttore di un design unico.

Hexagon Figura 4. Il software Digimat simula il processo di additive manufacturing
Figura 4. Il software Digimat simula il processo di additive manufacturing

Fase 4: Produzione

La stampa della tavola da surf con il processo di fabbricazione a filamento fuso (FFF) è una vera e propria sfida multi-scala. I parametri del processo, come la temperatura, il materiale e le proprietà del percorso utensile, possono influenzare la qualità dei pezzi stampati, quindi è importante che tutto sia calibrato correttamente.

Il software Digimat  di Hexagon, una soluzione per la simulazione e la produzione additiva, permette di sfruttare appieno l’utilizzo dei materiali, migliorando anche le misure di sostenibilità e assicurando che il progetto sia stampato correttamente al primo tentativo. Inoltre, aiuta a stimare i costi di stampa e a ottimizzare i parametri di processo per consentire la progettazione di prodotti leggeri e ridurre gli scarti.

Trovare il giusto orientamento dei pezzi, sviluppare la giusta struttura di supporto e massimizzare la stampa durante la produzione, il tutto mantenendo la qualità, sono sfide fondamentali. Il software ESPRIT EDGE di Hexagon ottimizza l’orientamento in base al tempo di stampa, all’utilizzo del materiale e al rischio di distorsione. Il risultato è un’ampia scelta di tipi di strutture di supporto e di opzioni in grado di soddisfare anche i requisiti più avanzati.

Figura 5. Ispezione di qualità con Absolute Arm e Absolute Scanner AS1.
Figura 5. Ispezione di qualità con Absolute Arm e Absolute Scanner AS1.

Fase 5: Ispezione della qualità e reporting

Per il controllo qualità, il processo torna ancora una volta all’Absolute Arm e Absolute Scanner AS1, combinati con il software Inspire: una soluzione metrologica portatile completa, progettata per semplificare il processo di misurazione, risparmiare tempo e migliorare la produttività.

Questa soluzione consente al team di importare e utilizzare tutti i formati CAD nativi, con una formazione minima, e di confrontare ogni pezzo stampato con il progetto originale per assicurarsi che sia conforme ai requisiti.

La rendicontazione dei risultati è il passo finale. Il software Metrology Reporting di Hexagon fornisce un accesso facile e sicuro ai dati archiviati a livello centrale, consente di prendere decisioni più rapide e sicure e di accedere ai dati in qualsiasi momento e da qualsiasi luogo, per aumentare l’efficienza e ridurre gli errori.

Prodotti di qualità superiore attraverso la collaborazione con Hexagon e SEATECH

La collaborazione con Hexagon e SEATECH ha aiutato WYVE a compiere un importante passo avanti nell’ottimizzazione del processo di produzione additiva che le consentirà di creare una tavola da surf unica e sostenibile partendo da un modello 3D e utilizzando stampanti 3D.

Grazie all’integrazione delle soluzioni avanzate di scansione, reverse engineering, simulazione, produzione e ispezione di Hexagon, WYVE è pronta a superare i confini dell’innovazione creando una tavola da surf ultra performante e resistente, ideale per i surfisti esperti di tutto il mondo.

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