Malzemelerin daha iyi kullanılması, tasarım ile üretimi nasıl daha uygun maliyetli ve sürdürülebilir kılar?

Müşteriler, sektör düzenleyicileri gibi, seçimlerinin çevresel etkileri konusunda giderek daha fazla endişe duymaktadır. Yine de aynı zamanda insanlar nihai satın alma kararlarını genellikle fiyata dayandırırlar. Bu nedenle, birçok üreticinin, uzun vadeli sürdürülebilirlik hedefleriyle acil maliyet ve üretkenlik kısıtlamalarıyla başa çıkmakta zorlanması şaşırtıcı olmamalıdır.

Bununla birlikte, entegre hesaplamalı malzeme mühendisliğindeki (ICME) son gelişmeler, daha fazla sürdürülebilirliği maliyet etkinliği ve üretim verimliliği ile birleştiren ürünlerin tasarlanmasını ve üretilmesini çok daha kolaylaştırmaktadır.

Bir üreticinin malzeme seçimi, hem bir ürünün toplam maliyeti hem de kullanım ömrü boyunca çevresel etkisi üzerinde muazzam bir etkiye sahiptir. Bir malzemenin özelliklerinin ürün performansında oynadığı kritik rolü kabul eden ICME, malzemeleri ürün tasarımının ve mühendisliğinin merkezine yerleştirmek için modellerden ve yazılım araçlarından yararlanır. Örneğin, ICME ile şirketler, üretim sırasında atıkları azaltmak için belirli bir kompozitin performansını tam olarak kullanan ürünler tasarlayabilir. ICME üreticileri kullanarak, fiziksel prototipleme ihtiyacını ortadan kaldırabilir ve malzeme tüketimini daha da azaltabilir. ICME'nin bir başka önemli yararı da, bileşenlerin ağırlığını geleneksel yaklaşımların yanı sıra% 20'ye kadar azaltabilirken, güçlerini sağlarken ve başarısızlıklara daha az eğilimli hale getirir ve daha enerji verimli, dayanıklı ürünler ortaya çıkarır. ICME ayrıca üreticilerin güvenlik ve sürdürülebilirlik düzenlemelerine uymalarına yardımcı olur.

Öyleyse, ICME'nin avantajları ve disiplinin onlarca yıldır var olduğu gerçeği göz önüne alındığında, neden daha fazla üretici onu kullanmıyor? Cevap, yakın zamana kadar ICME'yi benimsemenin caydırıcı bir şekilde pahalı ve zaman alıcı olduğudur. Sonuç olarak kullanımı yeni, hafif kompozit malzemeler kullanarak araç yakıt verimliliğini artırmak için üreticilerin baskı altında olduğu havacılık ve otomotiv gibi birkaç sektörle sınırlandırıldı.

Tüm sektörlerdeki daha fazla müşterimizin yeni malzemeler geliştirip kullanarak iş avantajı elde etmesine yardımcı olmaya kararlı olarak, son 17 yılı ICME'yi daha erişilebilir, uygun fiyatlı ve daha kolay hale getirme sorununu çözmek için önde gelen akademik araştırmacılarla çalışarak geçirdik.

Daha akıllı veri kullanımı

Yaygın ve uygun maliyetli ICME kullanımının önündeki en büyük engellerden biri, uzun zamandır veri yönetimi olmuştur. Verimli, uygun maliyetli ICME, malzeme mühendisliğinden gelen doğru bilgilerin sorunsuz bir şekilde ürün tasarımı ve üretim çözümlerine entegre edilmesine bağlıdır.

10xICME, güvenli veri yönetimi zorluğunun üstesinden gelen ilk ICME çözümüdür, böylece üreticiler tüm tedarik zincirindeki malzemelerle ilgili tutarlı ve güvenilir bir veri kaynağından faydalanabilir ve tedarikçinin malzeme kartından üretime kadar malzemenin dijital ikizini yerleştirebilir. Etkili ve güvenilir bir veri yönetim sistemi olmadan, farklı sistemler kullanan ekiplerin hayati test bilgilerini kaybetmesi kolaydır. Verimli olması için, malzeme yaşam döngüsü yönetimi, simülasyon sistemlerinden elde edilen sanal verilerin kullanımını, herhangi bir bilgi kaybı riski olmaksızın fiziksel malzeme testleri, CT taramaları ve metroloji verileriyle birleştirmeyi mümkün kılmalıdır.

Güçlü simülasyon araçları tarafından üretilen malzeme verilerini verimli bir şekilde kullanabilmek, malzeme seçimi de dahil olmak üzere tasarım ve mühendisliğin daha sürdürülebilir hale getirilmesinde önemli bir rol oynar. Tipik olarak, mühendisler bir malzeme için bir tasarıma vardıklarında, birden çok numune üretir ve fiziksel olarak test ederler. Mühendisler, malzemeleri sanal olarak test etmek için bilgisayar simülasyonunu kullanarak yalnızca gelişmiş bir malzemenin performans sınırlarının tam bir analizini yakalamakla kalmaz, aynı zamanda birden fazla fiziksel test örneği üretme ihtiyacını da azaltır. Örneğin, Camanho modeli, havacılık kompozit performansının kupondan parçaya doğru bir şekilde tahmin edilmesini sağlar. Bu, mühendislere performans tahminlerinde daha fazla güven verir çünkü gelişmiş kompozitler "black metal" olarak değerlendirilmez.

ICME çözümleri, üretim süreçlerinin her bir malzemenin benzersiz özelliklerini ve performans sınırlarını nasıl etkilediğini de dikkate alır. Bu bilgilerle donanmış üreticiler, ihtiyaç duyulan minimum malzeme miktarını kullanmak için tasarımları optimize edebilir ve böylece israfı azaltabilir.