Optimização de Geometrias com o SolidEdge

Uma as preocupações dos nossos clientes é a de optimizar o desenho na fase de desenvolvimento de modo as torná-las mais económicas ainda assim cumprindo com os requisitos. Dado que é um tema recorrente e de interesse geral, este tutorial tem como objectivo lançar alguma luz sobre o assunto

Muito embora existam ferramentas disponíveis na UGS para a optimização de conceitos, neste exemplo iremos abordar de uma forma simples a optimização de um componente em termos de custo de deposito de aguas quentes isolado a poliuretano.

Para resolver este quebra cabeças podemos explorar a integração da familia office com os produtos UGS, neste caso em concreto com o Solid Edge.

O desafio é desenhar o deposito com capacidade para 1,5l cujo o valor do isolamento nos topos difere em preço do empregue na lateral. O factor preço de chapa deve ser também levado em conta.

Comecemos por definir as características do deposito aleatoriamente.

Eg altura 100mm, diâmetro 50mm. Dado que necessitamos de controlar o volume adicionamos uma célula com o volume resultante (v=PI.r².h).

Dado que necessitamos também de controlar a superfície de forma a apurarmos o valor do isolamento nos topos e lateral do cilindro, poderemos também realizar o seu cálculo, onde:

Area dos topos= 2.PI.r²

Area da lateral = 2.PI.r.h

Somando as duas vamos obter a área total de chapa de inox necessária para a construção do depósito. É claro que poderíamos ter em conta o processo de fabrico, mão de obra etc, mas por motivos do exemplo vamos manter a simplicidade.

De seguida iremos aplicar os diversos valores da matéria prima.

Associatividade

Uma das coisas extraordinárias do kernel parasolid esenvolvido pela casa mãe, é a possibiliade de integração com a família de produtos office. E que agora nos vai permitir construir o cilindro cujos os valores são derivados da folha de excel.

No Solid Edge essa associação é facílima...

Comecemos pelo desenho do cilindro. Uma forma rápida de o desenhar é criar uma superfície de revolução e posteriormente dar-lhe expessura. Desta forma ficaremos imediatemente com o volume util dispensando assim calculos posteriores.

Comecemos por definir o padrão de revolução , da forma clássica escolhemos qual o plano que pretendemos o sketch ....

A cada dimensão corresponde a uma variável interna cujo o valor pode corresponder à informação inserida, a uma formula interna ou a uma célula e excel.

Comecemos por abrir então ao painel das variáveis cujo o aspecto é parecido com uma folha de excel.

Uma no painel a sua edição é simples e semelhante ao excel. Para incluir os valores do excel apenas é necessário fazer a cópia da célula no excel e por meio do botão do rato direito a colagem automatica o link na variavel pretendida. Neste exemplo, possuimos o valor do diâmetro oriundo do excel, e que devemos tranformar em raio para a variável no sketch. Para tal crio uma variável chamada diametro e defino na formula do raio que este corresoponde a metade do diametro.

Esta é uma forma expedita de derivarmos todas as dimensões bem como introduzirmos relações, eg ( altura = ½ comprimento ).
Ao sair apenas temos de dar espessura e 1mm à peça com a opção thicken . o que resulta num solido e abrir dois furos que servirão para a entrada e saída de agua.

Uma vez feita a modelação chegamos à parte da optimização. Aqui utilizaremos o familiar solver do Excel. Na pratica pretendemos encontrar os valores altura / diâmetro que traduzam o menor custo total de matéria prima dos componentes.

Comecemos pela célula alvo que é o custo total ( custo do metal + Custo de isolamento)

Quais as variaveis que pretendamos optmimzar

Quais os constrangimentos que existam, neste caso, o deposito deve ter 1500ml, ou seja a celula Volume deve ser igual a 1500ml

Correr o solver....

Podemos ver então as melhores dimensões para o deposito.

Para imprimir estas alterações no modelo 3D apenas temos de o abrir , o Solid Edge resolve o resto

Poderemos então desenhar os restantes dos componentes, isolamentos

Outra vantagem desta associatividade consiste na possibilidade de gerar inúmeros tamanhos em segundos.

Como a as alterações também se repercutem no 2D, permite a actualização de relatórios/orçamentos em segundos.

No desenho acima podemos ver o isolamento planificado. O SolidEdge calcula automaticamente as dimensões de corte bem como outras características.

E aqui está, 15 minutos foi o tempo necessário para modelar e optimizar este Deposito. É claro que se trata de um exemplo simples, mas a mesma filosofia pode-se empregar para situações mais complexas resultando numa economia significativa em recursos, produzindo assim produtos mais económicos e ambientais.