CATIA V5 pro kompozitové materiály

Řešení pro vývoj kompozitových dílů a CATII samotnou lze obecně označit jako procesně orientované řešení. To znamená, že se nezaměřuje na jednu fázi procesu, ale uzavírá celý cyklus procesů od návrhu, analýzy až po výrobu a to na jedné platformě. To má pak jedinečnou výhodu v efektivní spolupráci napříč všemi inženýrskými týmy.

Řešení pro vývoj kompozitových dílů je vyvinuto ve spolupráci s předními výrobci v tomto oboru a splňuje tak všechny požadavky této komunity. Je to modulární a flexibilní systém, který je možné doplnit o řadu speciálních CAA V5 aplikací, například pro komunikaci se speciálními výrobními zařízeními.

Pokud se podíváme jaké otázky řeší firmy, které se zabývají vývojem a výrobou kompozitových dílů a které mají značný vliv na délku cyklu vývoje, pak je to především:

• Problematika správy velkého množství dat, které vznikají při vývoji a výrobě kompozitových dílů, majících někdy i stovky vrstev různých materiálů
• Řešení komplexních geometrických úloh, tak aby byli dostatečně popsané jednotlivé tvary a rozměry vrstev včetně generování výstupů pro výrobní účely
• Neefektivní komunikace mezi jednotlivými týmy, ať už z vývoje, analýzy nebo výroby, kdy vzniká příliš dlouhý cyklus jednotlivých interací
• Schopnost dostatečně přesně určit chování navržené skladby materálů, tak aby hmotnost a rozměry dílu byli minimální při zachování tuhosti a nedocházelo ke zbytečnému předimenzování dílu.
• Analyzovat odchylkám  směrů vláken materiálů nebo jejich deformací a navrhovat optimální řešení
• Simulovat výrobní procesy a předcházet tak drahým chybám a zmetkům ve výrobě
• Pro efektivnější výrobu je generovat výstupy pro komunikaci se specifickými výrobními stroji

CATIA Composites Part Design to Manufacturing řeší veškeré procesy od prvotního návrhu přes detailní návrh, předvýrobní přípravu až po generování výstupů pro výrobu. Toto řešení umožňuje komunikovat mezi všemi těmito odděleními na jedné platformě a využívat další nástroje např. DMU analýza, NC obrábění, Strukturální analýzu, 2D výkresy,…

Vedle tohoto produktu Dassault Systems uzavřel partnerství s řadou dalších vývojářů speciálních aplikací a výrobců specifických strojů, tak aby byl pokryt celý proces vývoje a výroby kompozitových dílů a umožněna bezproblémová komunikace s výrobními systémy.

CATIA Composites Part Design to Manufacturing nabízí pro zkrácení vývojového cyklu:

• řešení, které začíná ihned na samém počátku procesu efektivní tvorbou koncepčního návrhu
• umožňuje snadno přistupovat ke všem specifickým vlastnostem kompozitového dílu přes logickou stromovou strukturu
• vytváří specifické prvky pomáhající automatizovat geometrické úlohy a generovat potřebné výstupy mnohem rychleji
• automaticky generovat jednotlivé vrstevy na základě vytvořených zón s respektováním přechodových oblastí
• generovat objemová nebo povrchová data
• Automatické generovat výrobní podklady
• plnou asociativitu všech prvků v celém procesu k zajištění snadné a rychlé změny návrhu
• možnost souběžného návrhu dílu jak ve vývojovém, tak technologickém oddělení
• včasné zakomponování výrobních požadavků do návrhu včetně prostřihů v místech, kde dochází k deformaci vláken
• integraci s výrobními systémy

Jako výsledek můžete očekávat zvýšení produktivity ve všech fázích vývoje – od prvotního návrhu, přes cyklus optimalizačních interací, předvýrobní přípravu, až po kladení jednotlivých materiálových vrstev

Ušetření času v jednotlivých částech celého procesu přináší více času na inovaci produktu. CATIA vytváří specifické prvky, které designérům šetří čas s tvorbou opakujících se geometrických úloh, tak, že mají čas věnovat se více specifikaci návrhu, místo toho, aby trávili čas tvorbou geometrie.

Efektivita celého procesu je do značné míry ovlivňována také mírou možnosti komunikace mezi jednotlivými členy vývojových týmů. CATIA V5 s tímto produktem nabízí výhodu práce na jedné platformě, tak, že uživatelé benefitují z této integrace a především konzistence veškerých dat a informací. CATIA pro kompozity umožňuje pracovat na jednom výrobku současně vývojových i technologickým týmům a veškeré informace vzájemně synchronizovat, tak aby byl zajištěn co nejrychlejší cyklus vývoje.

CATIA pro kompozitové materiály je integrovatelná do celého PLM díky systémům jako ENOVIA VPLM a ENOVIA SmarTeam pro správu celého životního cyklu veškerých dokumentů souvisejících s vývojem dílu.

Tato PLM integrace umožňuje také využívat a podporovat systémy pro simulaci a optimalizaci výroby jako je právě DELMIA.

Vedle toho jak máte dobré konstruktéry také záleží a je potřeba mít jistotu, že můžete lze vyvíjet jednoduchým způsobem, s konzistencí veškerých potřebných informací a že díl splňuje veškeré technologické požadavky.

Tak jak jsou ještě v počátcích vývoje veškeré změny relativně levné, je důležité zahrnout výrobní požadavky co nejvíce do počátku vývoje a spravovat konzistentnost dat až do posledních fází vývoje.

Digitální simulace výrobních procedur (například kladení ruční nebo automatické, laserová projekce, stejně tak jako NC obrábění) pomáhají eliminovat pokusy a drahé omyly v samotné výrobě.

Schopnost určit chování dílů a jeho interních komponent dává větší předpoklady lépe optimalizovat díl a předcházet tak zbytečnému předimenzování. Při optimalizaci je možné právě využít integrovaný a automatický link od firmy Simulayt na FEA systémy jako je NASTRAN nebo ABAQUS se schopností přenášet i aktuální směr vláken. CATIA tak nabízí dva přístupy pro FEA analýzu:

• Prvním je rychlá analýza pro efektivnější optimalizaci koncepčního návrhu
• Druhým je analyzovat přímo vygenerované vrstvy pro certifikační účely

Je možné analyzovat odchylky směru vláken od teoretických nebo deformace vláken a umožňovat patřičnou akci jako například prostřihy nebo přerušení vrstev v kritických místech a generovat hladké rozvinuté šablony ve správném tvaru na první pokus. Jejich uspořádání je možné optimalizovat pomocí nestovacích algoritmů, aby byl minimální odpad materiálu.

Pokud si na internetu vyhledáte stránky http://www.3ds.com/my-catia-plm-express-configuration/, najdete konfigurátor CATIA PLM Express, který obsahuje soubor jednoduchých, ale i silných řešení pro různé odvětví průmyslu a uživatelské role.

Základem každé konfigurace je CATIA Team PLM, obsahující základní infrastrukturu systému, nástroje pro mechanický návrh dílů a sestav a systém pro správu dokumentů.

Moduly pro kompozitové materiály pak zpřístupňuje například enabler pro pokročilý mechanický návrh dílů a sestav, který lze rozšířit o CPX (Composites Design) a CGX (Composites Manufacturing Preparation) splňující požadavky daného procesu s nástroji pro pokročilé plošné modelování.

• Modul CPX je určen pro konstrukční tým vyvíjející kompozitový díl a zahrnuje procesy od koncepčního návrhu až po detailní návrh výrobku
• Modul CGX zaměřený právě na výrobní přípravu a implementaci veškerých výrobních požadavků do návrhu