Simcenter 3D per progettare bagagli più leggeri e resistenti

Qualità in un design di classe

Chi viaggia conosce bene il problema: arrivi all’aeroporto in tutta fretta, con un bagaglio pesante, in parte sollevato per il fatto che la tua valigia è dotata di un paio di ruote robuste. Appoggi la valigia sulla bilancia del check-in. È il tuo giorno fortunato. Hai portato più vestiti e accessori di quelli che potrai mai indossare in tutto il viaggio, ma sei riuscito a rispettare i limiti di peso della compagnia aerea. L’addetto al banco attacca l’etichetta alla valigia, che scompare in un buco nero e viene trasportata su una serie di nastri, subendo urti e colpi continui, maneggiata con una cura non proprio pari a quella del proprietario. Quando arrivi a destinazione, preghi di ritrovare la valigia nelle stesse condizioni in cui l’hai lasciata e con tutto il suo contenuto integro.

Molti scelgono la valigia in base all’estetica. Non bisogna però trascurare le prestazioni e la funzionalità, in particolare la leggerezza e la resistenza dei bagagli. Il mercato non tollera errori. Un’esperienza negativa spinge immediatamente il consumatore a cambiare marca e, con i social media e le recensioni online, i clienti hanno il potere di distruggere la reputazione di qualsiasi azienda. Fra i tanti produttori di valigie, solo chi offre qualità costante è destinato a sopravvivere.
In oltre un secolo Samsonite si è costruita una solida reputazione nel settore degli articoli da viaggio. Un’attività di successo così longeva, con una gamma di prodotti relativamente ridotta, è una vera rarità. Il segreto di Samsonite? Oltre a creare design di classe, l’azienda cerca continuamente nuovi materiali e metodi di produzione, con una vera e propria ossessione per la qualità. Pochissimi prodotti vengono testati più accuratamente delle valigie che entrano nella “stanza delle torture” delle fabbriche di Samsonite.

Tutto parte dal FEM

A Oudenaarde in Belgio, gli ingegneri di Samsonite adottano i materiali e le tecniche di produzione più avanzati per sviluppare le valigie più leggere e resistenti. Tutti i modelli per il mercato europeo vengono prodotti qui, insieme ad altri destinati ai mercati globali. Per ottenere la qualità desiderata, il team di Samsonite a Oudenaarde ha scelto il software Simcenter™ di Siemens PLM Software.

“Siamo clienti di Siemens da lungo tempo,” dice Vivien Cheng, responsabile dell’ufficio sviluppo prodotto. “Da molti anni usiamo con successo il software NX per il nostro lavoro CAD/CAM. Quando abbiamo capito che potevamo trarre beneficio da un approfondimento delle nostre competenze CAE e FEM e dall’introduzione di una soluzione nella nostra organizzazione, Simcenter 3D ci è sembrata la scelta logica”. Samsonite ha capito l’importanza della metodologia a elementi finiti (FEM) da oltre dieci anni. L’azienda ha affidato l’analisi all’esterno per un certo periodo, prima di acquisire internamente il know-how richiesto. Ora che ha effettuato gli investimenti necessari, Samsonite conta tre ingegneri che si occupano di tutte le simulazioni e sono pronti a estendere l’utilizzo del software per sfruttare le informazioni dettagliate che fornisce.

Analisi approfondita

“La maggior parte dell’attività CAE viene svolta ancora su richiesta,” spiega Gilles Vanneste, ingegnere 3D di Samsonite. “Dopo i test di rotolamento e caduta osserviamo ad esempio i danni a ruote, staffe, maniglia e guscio, che non sono accettabili. Con queste informazioni, e applicando adeguate condizioni al contorno, cerchiamo di simulare il comportamento in Simcenter. In questo modo identifichiamo la posizione di eventuali concentrazioni di stress, quali aree devono essere migliorate, dove servono rinforzi e altro ancora. A volte scopriamo anche cose che non avevamo immaginato, ad esempio l’effetto che l’aggiunta di ulteriori nervature produce sulla rigidità complessiva della valigia”.

Questi preziosi dettagli hanno suscitato ancor più interesse a Vanneste, che ora sta velocemente acquisendo conoscenze sulle condizioni a contorno e migliorando le sue competenze di modellazione. Tutto ciò non è passato inosservato all’interno del team. “Capita regolarmente che un progettista venga da me portando solo un disegno,” racconta Vanneste. “Valutiamo insieme se la valigia sarà sufficientemente robusta oppure se bisogna rivedere il concetto interamente. È davvero interessante se ci pensi, perché significa che tutta la prototipazione viene svolta in ambito virtuale. Il vantaggio principale di Simcenter 3D è il riscontro immediato sulla robustezza di determinati componenti o sulla possibilità di alleggerire la struttura. Il software ci aiuta a capire dove possiamo togliere materiale e ci indica dove invece è necessario aggiungerne”.

Meno prototipi fisici

Wim De Vos, project manager di Samsonite, conferma che i prototipi fisici sono stati drasticamente ridotti con l’implementazione di Simcenter 3D. Il vantaggio principale è il risparmio di tempo. “In passato andavamo direttamente dal tecnigrafo al prototipo fisico, che veniva successivamente testato,” racconta De Vos. “Questo processo durava circa 16 settimane e, alla fine, non avevamo nessuna garanzia che la valigia avrebbe avuto la resistenza prevista. Con Simcenter 3D possiamo effettuare simulazioni a monte per avere la certezza che il prototipo sarà idoneo al primo tentativo, evitando parecchie iterazioni”.
“Simcenter 3D ci consente di ridurre drasticamente i costi di prodotto e i tempi di ciclo, migliorando nel contempo la qualità,” dice Cheng. “È difficile quantificare il beneficio, perché in un anno realizziamo oltre 10 progetti, dal rifacimento di prodotti esistenti alla creazione di nuovi modelli. Da quando abbiamo cominciato a utilizzare Simcenter 3D, abbiamo messo in atto un processo efficace che contribuisce alla leggerezza e alla resistenza agli urti delle nostre valigie.”

Ancora più FEM in futuro

Cheng prevede che l’utilizzo di Simcenter 3D aumenterà ulteriormente in futuro. “Dobbiamo potenziare le nostre capacità di simulazione”, afferma. “Una modellazione e condizioni al contorno più precise, unite all’esecuzione di simulazioni dinamiche, ci consentiranno di realizzare valigie sempre migliori”.
Cheng sottolinea un altro aspetto importante della simulazione. “La simulazione sarà cruciale per innovare i nostri prodotti,” sottolinea. “Collaboriamo con diverse università per la ricerca sui materiali compositi. L’analisi a elementi finiti con Simcenter 3D è necessaria per dimostrare che facciamo sul serio e per ottenere finanziamenti. Grazie al FEM abbiamo prodotto la nostra valigia in polipropilene autorinforzato, la più leggera in commercio. Questo prodotto ha avuto un enorme successo. Siamo determinati a continuare a lavorare con questa tecnologia, ottimizzando ulteriormente i materiali per restare i numeri uno”.

(A cura di Siemens PLM Software)

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