Cosa aspettarsi dal futuro dell'ingegneria meccanica

 La quarta rivoluzione industriale si è appena consolidata è già si parla di Industria 5.0. Ma gli ingegneri meccanici non devono lasciarsi scoraggiare dalla velocità del cambiamento, bensì abbracciarne i vantaggi e prosperare.

In tutto il settore manifatturiero, la digitalizzazione sta cambiando il modo in cui le aziende operano e il modo in cui tutti noi lavoriamo. L'Industria 4.0 ha rivoluzionato quasi tutti gli aspetti delle attività industriali, dotando le aziende di una quantità di dati e informazioni mai vista prima. La conoscenza è potere e le aziende di successo stanno sfruttando queste informazioni per ottimizzare ulteriormente tutte le proprie attività, migliorare la produttività e, in ultima analisi, aumentare i profitti.

Per quanto riguarda gli ingegneri meccanici e i progettisti, l'alba dell'era digitale sta anche accelerando e migliorando lo sviluppo di nuovi prodotti. Possiamo utilizzare dati più precisi per analizzare e risolvere i problemi, mentre le simulazioni virtuali come i gemelli digitali consentono di progettare prototipi in modo più sicuro, efficiente ed economico che mai.
Questa velocità di cambiamento rende il futuro dell'ingegneria meccanica entusiasmante, ma cosa significano e che impatto avranno sul nostro settore tutte queste incessanti novità?

Migliorare lo sviluppo del prodotto
La prototipazione è tradizionalmente un processo che richiede molto tempo, con costi elevati e rischi significativi. Tuttavia, la digitalizzazione sta cambiando il modo in cui i prodotti meccanici vengono sviluppati, verificati e fabbricati.

L'avvento della tecnologia dei gemelli digitali (digital twin) rappresenta una trasformazione per lo sviluppo di nuovi prodotti. Può supportare un'ampia gamma di aspetti ingegneristici, dalla definizione del prodotto alla validazione fino al rilascio per la produzione in serie. Le informazioni ottenute dai gemelli digitali possono essere utili durante la progettazione e per l'evoluzione dei prodotti basata sui dati. In questo modo, la tecnologia dei gemelli digitali rappresenta un percorso più rapido ed economico verso il mercato per introdurre prodotti nuovi e aggiornati. In molti casi, la velocità di commercializzazione può essere fondamentale per il successo.

La capacità di creare, perfezionare e persino ridefinire un prodotto utilizzando il suo gemello digitale prima della prototipazione fisica può quindi rappresentare un reale vantaggio competitivo. È un processo virtualmente privo di rischi, più rapido e molto meno costoso. È inoltre possibile prendere decisioni molto più informate e sicure su quando è il momento di procedere con la realizzazione di prototipo fisico.

I nuovi prodotti richiedono di investire in formazione per la forza lavoro, che si tratti della costruzione, della vendita o dell'assistenza di una nuova macchina. I gemelli digitali possono dare vita a un nuovo prodotto in un modo che i dati CAD tradizionali, i disegni tecnici o le schede tecniche dei prodotti non possono fare, fornendo una guida visiva di più semplice comprensione per i colleghi.

Supportare nuove industrie
Mentre il mondo digitale offre infinite opportunità e possibilità, nel mondo reale l'umanità sta affrontando alcune sfide significative. L'ingegneria meccanica ci sta aiutando ad affrontare molti aspetti di questi problemi, sia che si tratti di aumentare le dimensioni e l'efficienza delle turbine eoliche o di accelerare la transizione verso i veicoli elettrici (EV).

In molti casi, l'elettrificazione di veicoli, attrezzature e macchinari richiede cambiamenti significativi rispetto ai progetti esistenti, oppure un approccio completamente nuovo partendo "da zero". Gli ingegneri meccanici svolgono un ruolo chiave nel settore automobilistico, occupandosi tipicamente degli aspetti operativi critici dei veicoli elettrici, dalla sicurezza alle prestazioni.Il settore delle corse funge tipicamente da banco di prova per l'innovazione automobilistica e ciò vale sia per i veicoli elettrici che per quelli a motore termico. Un ottimo esempio è la fornitura di componenti da parte di norelem per il Rennschmiede Pforzheim EV, il team di Formula Student dell'Università tedesca di Pforzheim. La Formula Student vede squadre di studenti di tutto il mondo progettare e costruire una nuova auto da corsa stile formula per competere in vari eventi.

La norelem ACADEMY supporta il team con componenti standard per lo sviluppo della sua auto da corsa completamente elettrica, "Sapphire", tra cui viti a spallamento, dadi esagonali e teste articolate con cuscinetti scorrevoli.

Le viti a spallamento di norelem garantiscono un accoppiamento sicuro per il collegamento tra il telaio del veicolo e la struttura. Le viti a spallamento sono montate nei fori di montaggio e fissate con un dado esagonale con frenafiletti in poliammide. Le viti a spallamento, le teste articolate e i dadi esagonali sono anch'essi componenti fondamentali della leva a squadra (bell crank). In questo caso, le viti a spallamento sono utilizzate per il posizionamento preciso sulla leva a squadra, mentre le teste articolate servono per la regolazione della corsa e come connettori tra lo stabilizzatore e la manovella della squadra. In questo modo si compensa l'irregolarità del terreno sulla pista e si riduce la resistenza al rollio del veicolo.

Industria 5.0
Si aspetta una vita per una nuova rivoluzione industriale, poi ne arrivano due in un colpo solo! Tuttavia, gli ingegneri meccanici non devono temere l'Industria 5.0, poiché si tratta di una naturale evoluzione della precedente.

Industria 4.0 è stata una rivoluzione tecno-centrica. Si è concentrata sullo sfruttamento di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale, l'automazione e l'Internet delle cose. Industria 5.0 si baserà ancora su questo, ma sarà una rivoluzione umano-centrica, che metterà le persone al primo posto: le sue priorità sono la sostenibilità, il benessere dei lavoratori e la resilienza delle imprese.

Cosa significa in pratica? Gli elementi incentrati sull'uomo includono la tecnologia per aumentare la produttività e la sicurezza: pensiamo agli esoscheletri, alla realtà aumentata e virtuale, ai dispositivi indossabili e ai co-bot. La sostenibilità si concentra sulla riduzione del consumo di risorse - un aspetto positivo anche per l’economia - e sull'adozione dei principi dell'economia circolare: produrre, usare, riutilizzare e riciclare. Infine, la resilienza si concentra su aree come le fabbriche modulari e gestite a distanza, il monitoraggio dei rischi in tempo reale e persino lo sviluppo di nuovi materiali.

L'ingegneria meccanica tocca, in varia misura, quasi tutti questi elementi e svolgerà un ruolo chiave per poterne sfruttare appieno i vantaggi. Sempre più spesso i giovani desiderano lavorare per aziende orientate al valore, che pongono le esigenze delle persone e dei luoghi come priorità rispetto al profitto. Abbracciare l'Industria 5.0 sarà quindi fondamentale anche per l'assunzione del personale e la sua fidelizzazione.

l ruolo dei componenti standard in un futuro digitale
In mezzo a tutti questi discorsi sul cambiamento, una cosa rimane costante: il valore dei componenti standard nell'ingegneria meccanica.

Visto che l'utilizzo di componenti standard è un metodo collaudato per lo sviluppo di prodotti efficaci, perché reinventare la ruota quando si passa al digitale? Collaborate con partner che rendono disponibili gratuitamente le versioni digitali dei loro componenti standard, consentendo di adottare un approccio che valorizza l'ingegneria open-source. Noi di norelem offriamo file CAD 2D e 3D dei nostri componenti, scaricabili dal nostro sito web, per facilitare la creazione di prototipi digitali di alta qualità.

Tuttavia, se volete davvero facilitare il passaggio a un approccio digitale, cercate un partner che vada oltre la fornitura dei file. La norelem ACADEMY ne è un ottimo esempio, in quanto funge da enorme centro di conoscenza online e da biblioteca di risorse per i componenti.

I componenti standard sono stati la base dell'ingegneria meccanica per secoli. E sarà così anche quando il nostro futuro digitale diventerà realtà, con i componenti elettromeccanici che supporteranno le industrie alla guida della rivoluzione, dai veicoli elettrici alla robotica e oltre.