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AIRBUS ALLEGGERISCE I SUOI AEREI GRAZIE AL GENERATIVE DESIGN

TESTIMONIANZA DEL CLIENTE // Autodesk Product Design & Manufacturing Collection

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La progettazione generativa consente al costruttore di aerei di creare paratie resistenti e leggere combinando risparmio di risorse e produttività .

I viaggiatori la osservano  per  tutta la durata del volo senza nemmeno porsi domande sulla sua reale utilità . A prima vista insignificante, la sottile paratia divisoria che separa l'ufficio dall'abitacolo passeggeri di un Airbus A320, grazie al Generative Design, sta per diventare il primo passo di una grande trasformazione industriale nel settore aeronautico. Come? Con l'unico aumento di peso e materia prima consentito da questa nuova tecnologia . Riproducendo la dimensione evolutiva dell'ambiente naturale, il Generative Design,  noto anche come design generativo o progettazione generativa, è un processo che consente agli ingegneri di ottimizzare il peso, trovare i materiali più adatti e valutare accuratamente la resistenza di un prodotto ancora prima della sua costruzione .

La partizione bionica - Crediti: Airbus

In questo modo, attraverso Autodesk Inventor e la piattaforma di innovazione Fusion 360, il costruttore di aeri è stato in grado di determinare quali tipi di strutture sarebbero state più adatte a soddisfare le specifiche tecniche che si era prefissato al fine di ridurre il peso dei propri velivoli . Da un punto di vista tecnico, l'algoritmo del blocco interno che compone la paratia è stato basato sulle strutture a griglia che si trovano nella crescita ossea dei mammiferi .  "Siccome ci troviamo all'incrocio tra l'invenzione umana e il processo biologico, abbiamo chiamato questo pezzo 'partizione bionica'" spiega Bastian Schaeffer, ingegnere dell'innovazione per Airbus .

Residente ad Amburgo, in Germania, questo spirito creativo trascorre le sue giornate a cercare di ottimizzare l'efficienza e il comfort degli aerei di linea .

"Grazie al Generative Design, siamo riusciti a progettare una paratia del 45% più leggera di quella che si trova attualmente negli altri aerei . Questo consente di risparmiare 30 kg per ogni paratia, ossia 500 kg per l'intero aereo" sostiene l'ingegnere sorridendo . Rispetto al peso totale di un aereo, può sembrare un risultato irrisorio . . . Eppure! "Dovrebbe essere noto che ogni chilogrammo guadagnato sul peso totale dell'aereo porta ad una riduzione di 106 kg all'anno di consumo di cherosene . In questo modo, si risparmiano 12,72 tonnellate di carburante e si offre alle compagnie aeree la garanzia di un impatto ecologico controllato" afferma l'ingegnere presso Airbus .

"Questo è un innegabile supporto per la creatività . Sono ingegnere meccanico da più di 30 anni e mai prima d'ora avevo assistito a una rivoluzione che ci spingesse a reinventarci così tanto.

—Peter Sander, Responsabile della divisione tecnologie emergenti e concept, Airbus

 

Poiché il costruttore di aerei si è impegnato a dimezzare le emissioni di gas serra dei propri velivoli entro il 2050, la perdita di peso è diventata una priorità per l'industriale franco-tedesco . Tuttavia, questo regime deve essere associato a un'eccezionale capacità di recupero, poiché la sicurezza, prima del comfort e della leggerezza, rimane la priorità del gigante aeronautico . "In questo caso, si tratta di una paratia supersolida in grado di resistere a una forza di 16 g!" sostiene Bastian Schaefer .

Airbus reinventa il trasporto aereo con la stampa 3D - Immagine gentilmente concessa da Airbus

 

La riuscita di un tale processo implica la definizione preliminare di obiettivi di progettazione . Così la divisione delle tecnologie emergenti e dei concept di Airbus, a cui appartiene l'ingegnere, ha dovuto pensare in anticipo ai suoi imperativi:  "Miravamo a ottenere una significativa riduzione del peso della paratia al fine di ridurre più in generale quello del dispositivo; una solidità che permettesse il fissaggio dei due sedili pieghevoli riservati ll'equipaggio durante il decollo e l'atterraggio, un'apertura sufficiente  per consentire il passaggio di oggetti di grandi dimensioni nella cabina, uno spessore massimo di 2,5 cm e un massimo di quattro punti di fissaggio al telaio" elenca Peter Sander, il capo di questa divisione . Di fatto, per consentire alla struttura di svolgere il proprio ruolo rispettando i criteri imposti dalle soluzioni Autodesk dagli ingegneri, la densità è più elevata a livello dei punti di tensione . Questo design reticolare mostra soprattutto un rapporto peso/solidità ottimizzato .

Mettendo la potenza di calcolo ospitata nel cloud al servizio dei gruppi di ricerca, i software di progettazione generativa esaminano migliaia o addirittura milioni di possibilità . Sono in grado di testare tutte le configurazioni e memorizzare i punti di forza e di debolezza di ogni iterazione . "Tutte le possibili combinazioni di una soluzione vengono quindi esaminate al fine di determinare l'opzione migliore . In questo caso, sono state generate 10 .000 varianti di design solo per questa partizione" afferma Bastian Schaeffer .

Pertanto, gli ingegneri sono in grado di esplorare opzioni totalmente innovative, inconcepibili senza l'aiuto della macchina, e di generare il design ottimale . "Questo è un innegabile supporto per la creatività" riconosce Peter Sander . "Sono ingegnere meccanico da più di 30 anni e mai prima d'ora avevo assistito a una rivoluzione  che ci spingesse a reinventarci  così tanto" afferma entusiasta .

"Tutte le possibili combinazioni di una soluzione vengono quindi esaminate al fine di determinare l'opzione migliore . In questo caso, sono state generate 10 .000 varianti di design solo per questa partizione"

—Bastian Schaeffer, Ingegnere dell'innovazione, Airbus

 

Pertanto, gli ingegneri sono in grado di esplorare opzioni totalmente innovative, inconcepibili senza l'aiuto della macchina, e di generare il design ottimale . "Questo è un innegabile supporto per la creatività" riconosce Peter Sander. "Sono ingegnere meccanico da più di 30 anni e mai prima d'ora avevo assistito a una rivoluzione  che ci spingesse a reinventarci  così tanto" afferma entusiasta .

 Primo passo verso una  grande evoluzione dell'industria aeronautica, il Generative Design genera anche profondi cambiamenti a valle da quando per la prima volta è stata prodotta la paratia bionica di Airbus in base a un processo di stampa 3D . In totale, per questa singola paratia, decisamente più tecnica di quanto sembra, più di 100 pezzi progettati in una lega metallica ultraresistente sviluppata da Airbus sono stati stampati in 3D prima di essere assemblati . Questo processo si rivela anche più rispettoso dell'ambiente poiché consente il 95% di risparmio di materie prime rispetto al metodo convenzionale di fresatura di parti metalliche nella massa . "Inoltre, i residui delle materie prime possono essere riutilizzati per fabbricare altre parti" aggiunge Bastian Schaeffer .

Ad oggi, la paratia bionica sviluppata da Airbus con il supporto di Autodesk Research è il più grande pezzo per aeroplano mai stampato in 3D. Attualmente in fase di test, il componente integrerà presto il processo di certificazione delle autorità aeronautiche, prima, spera Airbus, di fare la sua comparsa nel 2018 sui suoi famosi A320 . Se questi test danno risultati positivi, il produttore prevede di applicare questi nuovi processi a parti più grandi, come la paratia del cockpit, che deve includere anche una corazzatura per proteggere i piloti, o la struttura dell'ufficio, dove vengono conservati alimenti e bevande .

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