Simulazione CAE: dove nasce il vantaggio competitivo

 

Dall’ottimizzazione dei componenti alla riduzione di tempi, costi e impatto ambientale: la nuova sinergia di RadiciGroup e DOMO Engineered Materials mostra come il CAE sia diventato uno strumento strategico per accelerare innovazione, sviluppo applicativo ed ecodesign.

 

di Eva De Vecchis

 

La recente unione delle attività High Performance Polymers & Specialty Chemicals di RadiciGroup con DOMO Engineered Materials ha dato vita a una nuova realtà globale nel settore del compounding, capace di combinare competenze, know-how applicativo e presenza internazionale. In questo contesto, uno degli asset più strategici è rappresentato dai servizi di Computer-Aided Engineering (CAE), oggi sempre più centrali nello sviluppo di componenti innovativi, sostenibili e competitivi.

Grazie alla simulazione avanzata, infatti, è possibile ottimizzare la progettazione fin dalle prime fasi, ridurre tempi e costi di sviluppo, limitare il ricorso ai prototipi fisici e supportare percorsi di ecodesign e sostituzione del metallo. La Plastica Oggi e Domani ha approfondito questi temi con Carlo Grassini, Automotive & CAE Service Manager di RadiciGroup HPP, e Wido Ziemer, Simulation Team Manager Domo Engineering Plastics Europe, per comprendere come il CAE stia evolvendo da strumento tecnico a vera leva di innovazione e creazione di valore.

 

La nuova piattaforma riunisce due aziende con una solida esperienza ingegneristica. Quali opportunità crea questa unione per i vostri servizi di progettazione CAE?

Carlo Grassini: “Credo che il messaggio principale sia che entrambe le aziende hanno sviluppato una visione condivisa di ciò che dovrebbe essere un servizio di ingegneria CAE, oltre a una missione e una visione molto simili riguardo al modo in cui questi strumenti possano apportare valore al nostro business dei tecnopolimeri. La nostra visione è aiutare i clienti a trasformare le opportunità offerte dai polimeri e dalle loro applicazioni in casi di successo commerciale, fornendo al tempo stesso il supporto della nostra competenza ingegneristica.

Sia il servizio di ingegneria di RadiciGroup sia DOMO MMI sono stati sviluppati seguendo questo approccio. Pur essendo cresciuti separatamente nel corso degli anni, si sono evoluti sulla base di principi e concetti molto simili. Ora che siamo un’unica divisione, abbiamo l’opportunità di unire due servizi di ingegneria particolarmente solidi e di combinarne i punti di forza per creare uno strumento ancora più efficace e di maggiore successo. Questo ci consentirà di continuare a perseguire la stessa visione: supportare i clienti e favorire lo sviluppo di applicazioni innovative per i nostri materiali”.

Wido Ziemer: “Non posso che essere d’accordo. Quando due aziende come RadiciGroup e DOMO Engineered Materials si uniscono, si creano numerose opportunità, sia per noi sia per i nostri clienti. Uno dei principali vantaggi è la possibilità di combinare i nostri portafogli di materiali e la nostra presenza geografica. Questo rafforza in modo significativo la nostra presenza a livello globale e migliora la nostra capacità di supportare i clienti ovunque operino. Come ingegneri, possiamo ora contare su una gamma molto più ampia di compound provenienti da entrambe le aziende. Questo rappresenta un grande vantaggio, perché ci permette di rispondere in modo ancora più preciso alle esigenze dei clienti e di contribuire con maggiore efficacia al successo dei loro progetti”.

 

Quali sono i principali vantaggi della progettazione CAE rispetto ai metodi di ingegneria più tradizionali e in quali ambiti applicativi sta dimostrando il maggiore successo?

Grassini: “Oggi possiamo affermare che è il CAE ad essere un metodo di ingegneria tradizionale, poiché è ormai uno strumento standard integrato nei processi di progettazione e sviluppo della maggior parte delle aziende. Il suo principale vantaggio consiste nella capacità di individuare potenziali criticità e opportunità di miglioramento e ottimizzazione fin dalle prime fasi di un progetto, quando i costi legati a modifiche, riprogettazioni o adattamenti sono ancora relativamente contenuti.

Da un lato, il CAE consente di prevenire problemi prima che debbano essere risolti con interventi molto più costosi. Dall’altro, permette di individuare opportunità, perseguire ottimizzazioni ed esplorare il pieno potenziale di ogni progetto.

Questo rappresenta il valore aggiunto che un’attività di CAE svolta correttamente può offrire, soprattutto nei progetti innovativi o in quelli che introducono miglioramenti significativi rispetto alle soluzioni esistenti. Forniamo supporto praticamente a tutti i settori applicativi in cui operiamo: dall’automotive all’elettrotecnica, dal settore edile a molti altri. Se dovessi indicare i settori che più frequentemente ricorrono a questo tipo di supporto, citerei l’automotive, caratterizzato da un forte orientamento all’innovazione e da un elevato contenuto tecnologico, soprattutto negli ultimi anni. Un altro ambito in forte crescita è quello idro-termo-sanitario, dove la crescente tendenza a sostituire il metallo con materiali plastici richiede spesso la dimostrazione dell’idoneità e dell’affidabilità di questi nuovi materiali”.

Ziemer: “Carlo ha già evidenziato la maggior parte degli aspetti fondamentali. Dal mio punto di vista, aggiungerei che l’ingegneria CAE e la simulazione sono strumenti estremamente potenti e adatti a molteplici applicazioni, a seconda di come vengono utilizzati. Il punto più importante, tuttavia, è che il CAE rimane uno strumento: non rappresenta la soluzione in sé. Per generare un reale valore, deve essere utilizzato da ingegneri esperti, capaci di interpretare correttamente i risultati delle simulazioni e trasformarli in soluzioni concrete per il cliente”.

 

Come si svilupperà concretamente la vostra collaborazione, almeno in questa fase iniziale?

Ziemer: “Alla base della collaborazione vi è una condivisione di principi fondamentali: lo stesso approccio ingegneristico e la stessa attenzione al cliente. Entrambi i team lavorano già nella medesima direzione, concentrandosi sulle esigenze dei clienti e sul successo dei loro progetti. In questa importante fase di transizione, la nostra priorità è mantenere una stretta relazione con i clienti e garantire la continuità di tutti i progetti in corso, sia nel breve che nel lungo termine”.

Grassini: “Vorrei aggiungere che, nei primi mesi successivi al completamento dell’operazione, la nostra principale priorità è stata garantire la continuità del business e dei servizi offerti ai clienti, compresi i servizi di ingegneria avanzata come il CAE. In questa fase iniziale vogliamo condividere informazioni, esperienze, know-how, metodologie e competenze. Ci stiamo conoscendo meglio, approfondendo le rispettive procedure, gli strumenti utilizzati e i metodi di lavoro. Questa è la situazione attuale. Naturalmente siamo nel pieno di un processo di integrazione che, nei prossimi mesi, porterà progressivamente le diverse funzioni delle due aziende, compresi i servizi CAE, a convergere sempre di più fino a diventare un’unica realtà integrata”.

 

 

 

Come evolve il rapporto con il cliente lungo l’intero processo di progettazione, dalla selezione del materiale fino alla validazione del componente?

Ziemer: “Ci sono due aspetti che vale la pena evidenziare. Innanzitutto, molti dei nostri clienti si affidano ai nostri servizi da molti anni. Continuano a tornare perché si fidano delle nostre competenze e riconoscono la qualità del lavoro che svolgiamo. La simulazione diventa, in questo senso, uno strumento fondamentale non solo per garantire il successo del progetto, ma anche per rafforzare e approfondire il rapporto con il cliente.

La base di ogni progetto vincente è un’analisi approfondita del componente, delle specifiche del cliente e dei requisiti dell’OEM. Partendo da queste informazioni, possiamo sviluppare un design efficace del componente e realizzare simulazioni complete che prendano in considerazione tutti gli aspetti rilevanti. Questo approccio rappresenta il miglior punto di partenza possibile per il successo del progetto, che è l’obiettivo che tutti perseguiamo.

Grassini: “Credo che Wido abbia evidenziato un concetto molto importante. Il nostro obiettivo è proporci ai clienti strategici come partner di sviluppo e non semplicemente come fornitori di materiali. I servizi CAE avanzati rappresentano uno degli strumenti attraverso cui trasformiamo concretamente questo obiettivo in realtà. Tuttavia, questo risultato non si ottiene dall’oggi al domani. Fiducia e reputazione devono essere costruite nel tempo attraverso risultati concreti, la qualità del lavoro svolto, il supporto fornito e la professionalità delle persone che interagiscono con i clienti: sono questi, a mio avviso gli aspetti più importanti della nostra relazione con il cliente”.

 

 

Potreste fornirci un esempio concreto di come i vostri servizi di progettazione e simulazione contribuiscano a ridurre tempi e costi di sviluppo?

Grassini: “La simulazione consente di realizzare prototipazione virtuale. Permette infatti di effettuare prove, test e verifiche in un ambiente virtuale prima di investire nella realizzazione di prototipi fisici. Questo si traduce in una riduzione sia dei costi legati alle prove fisiche sia del tempo e dell’impegno organizzativo necessari per eseguirle, soprattutto nelle prime fasi dello sviluppo.

Non sto dicendo che i test fisici possano essere eliminati completamente, sarebbe una visione troppo ottimistica e potenzialmente fuorviante. Tuttavia, un adeguato lavoro preliminare in ambiente virtuale consente di ridurre significativamente il numero di prove fisiche necessarie e di concentrarle sugli aspetti realmente critici.

Anche i tempi di sviluppo si riducono, perché le attività CAE possono essere svolte molto più rapidamente. Non è necessario costruire attrezzature o ordinare materiali: è sufficiente sviluppare modelli di simulazione in grado di rispondere a specifiche domande progettuali, individuando rischi e opportunità di ottimizzazione.

Abbiamo presentato numerosi casi applicativi durante le più recenti fiere ed eventi di settore. Tra questi ricordo diversi progetti di sostituzione del metallo, come un alloggiamento per salpa ancora destinato al settore nautico, componenti strutturali per e-bike sviluppati sostituendo l’alluminio con tecnopolimeri, e componenti per sedie a rotelle elettriche nei quali l’intero telaio è stato riprogettato utilizzando compound strutturali a base PA6 in sostituzione delle leghe metalliche leggere. Tutti questi risultati sono stati ottenuti anche grazie al supporto dei nostri servizi di ingegneria”.

Ziemer: “Sono pienamente d’accordo. La fase di prototipazione, durante la quale vengono realizzati e testati componenti fisici, è spesso la più costosa e potenzialmente quella che comporta i maggiori rischi per un progetto. Sono necessari investimenti significativi per realizzare gli stampi, produrre i prototipi ed effettuare le prove di validazione. Qualsiasi problema che emerga in questa fase può avere conseguenze molto rilevanti sia sui costi sia sulle tempistiche del progetto. Per questo motivo offriamo avanzate simulazioni CAE predittive, che consentono di individuare le criticità nelle fasi iniziali dello sviluppo e con il minimo costo possibile per il cliente. In sintesi, migliore è la simulazione, migliore sarà il componente finale.

A completamento di questo approccio, mettiamo a disposizione anche il nostro laboratorio, dotato di stampi di prova che ci permettono di testare il materiale e verificare direttamente su componenti reali le performance meccaniche, termiche, di resistenza al fuoco e chimiche, prima che il cliente proceda con la realizzazione dello stampo definitivo. È, a tutti gli effetti, una sorta di “prova generale” dell’applicazione: un passaggio ulteriore che consente di validare la soluzione in condizioni il più possibile vicine a quelle reali e di ridurre ulteriormente il rischio, aumentando le probabilità di arrivare al risultato corretto già al primo tentativo.

Un esempio concreto è rappresentato dal supporto pedali per autocarri. Grazie a un approccio integrato di simulazione è stato possibile ottenere una riduzione del peso del 27% e un risparmio sui costi di circa il 60% rispetto alla precedente soluzione in alluminio o metallo utilizzata nell’applicazione”.

 

 

Quali vantaggi offre la progettazione CAE in termini di ecodesign e sostenibilità ambientale?

Ziemer: “L’eco-design consiste fondamentalmente nell’utilizzare nel modo più efficiente possibile le risorse disponibili. Accanto ai materiali sostenibili offerti da RadiciGroup, la progettazione orientata alla riduzione del peso continua a rappresentare una delle leve più efficaci per utilizzare il materiale in modo intelligente, collocandolo esattamente dove può generare il massimo valore. Quando parliamo di poliammidi, ci riferiamo generalmente a componenti caratterizzati da requisiti prestazionali particolarmente elevati. Raggiungere le massime prestazioni possibili riducendo al minimo il peso e utilizzando materiali sostenibili richiede un approccio progettuale altamente ottimizzato. La simulazione CAE costituisce la base di questo processo. Consente infatti di distribuire il materiale nelle zone in cui è realmente necessario e dove può apportare il maggiore beneficio. Combinata con i materiali sostenibili di RadiciGroup, che uniscono una minore impronta di carbonio alle prestazioni tecniche richieste, la simulazione CAE diventa uno strumento fondamentale per lo sviluppo di prodotti più sostenibili”.

Grassini: “Per definizione, l’eco-design significa considerare le prestazioni ambientali di un prodotto fin dalle primissime fasi della progettazione. Invece di affrontare temi come emissioni e sostenibilità solo quando il componente è già stato progettato ed è pronto per la produzione, l’eco-design richiede di porsi queste domande sin dall’inizio: come posso rendere questo componente più sostenibile? Come posso ridurne il peso? Come posso renderlo più semplice da produrre, da smontare e da recuperare a fine vita per il riciclo?

Rispondere a queste domande richiede linee guida progettuali dedicate e strumenti di ingegneria specifici. Il CAE è uno degli strumenti chiave che consentono di trasformare questi obiettivi in risultati concreti”.

 

 

Guardando ai prossimi passi del processo di integrazione, pensate che in futuro esisterà un unico team dedicato ai servizi di simulazione e progettazione oppure continuerete a operare con strutture distinte ma in modo sinergico?

Grassini: “L’integrazione sarà certamente un processo graduale. Come ho già accennato, la priorità in questi primi mesi è stata garantire la continuità delle attività, conoscere meglio le rispettive funzioni e i rispettivi team e, allo stesso tempo, mantenere il ritmo di lavoro e il supporto ai progetti già in corso con i clienti. Detto questo, mi aspetto che, andando avanti, le diverse funzioni convergano naturalmente e collaborino sempre più strettamente. I dettagli organizzativi e operativi verranno definiti nei prossimi mesi. In questa fase non ho ancora una visione precisa di come sarà strutturata l’organizzazione finale. Tuttavia, ritengo che la direzione sia chiara: rafforzare la collaborazione e procedere progressivamente verso una funzione unica e integrata”.

Ziemer: “Credo che questa rappresenti la direzione di lungo periodo. Allo stesso tempo, il nostro obiettivo principale rimane quello di supportare i clienti e contribuire al successo dei loro progetti. La nuova organizzazione offre vantaggi significativi per i clienti. Oggi disponiamo di team di simulazione in Cina che lavorano utilizzando la lingua locale. Abbiamo Carlo e il suo team in Italia, che possono interagire direttamente con i clienti italiani. In Germania ci siamo io e altri colleghi che possono supportare i clienti tedeschi da vicino e nella loro lingua. Disponiamo inoltre di team in Francia che possono comunicare con i clienti in francese e sviluppare relazioni di collaborazione molto strette. Per me questa presenza locale rappresenta un asset strategico fondamentale. Sono convinto che mantenere una forte vicinanza ai clienti e comunicare nella loro lingua continuerà a essere un elemento determinante sia per il nostro successo sia per quello dei loro progetti”.