Abbiamo ancora bisogno di prototipi fisici nell'era digitale?

La digitalizzazione non è solo uno dei fattori di innovazione più importanti nel mondo industriale. Sta entrando prepotentemente in numerosi settori e sta trasformando i processi operativi sotto molti aspetti. Tra questi vi è la produzione di prototipi digitali, che promettono di rivoluzionare i processi produttivi da sempre utilizzati. Consentono tempi di sviluppo più brevi, utilizzo di minori risorse e risparmi sui costi. 

In architettura, lavorare con i gemelli digitali è già una buona pratica. Con il loro aiuto, progettisti e ingegneri specializzati collaborano da qualsiasi luogo e possono testare e ottimizzare i loro progetti in tempo reale senza utilizzare un'enorme quantità di materiale. Ma cosa significa questo per la nostra industria siderurgica? In futuro potremo fare a meno dei prototipi fisici anche nella produzione di profili in acciaio? Approfondiamo insieme questa domanda. 

Qual è lo scopo di un prototipo?

I prototipi fisici sono modelli di prova funzionali ma semplificati di un prodotto o di un componente. Consentono di specificare e verificare costantemente i requisiti nell'ambito del processo di sviluppo. Grazie ai prototipi, le interazioni indesiderate tra i singoli componenti del prodotto possono essere riconosciute già in una fase molto iniziale ed eliminate con uno sforzo relativamente ridotto. 

Per la produzione di un prototipo, l'idea di prodotto deve essere abbastanza avanzata da consentire almeno la creazione di una bozza con sufficienti specifiche. Inoltre, le specifiche del materiale e del componente del futuro prodotto finale devono essere già determinate prima della produzione, così come il tipo di prototipo.   

4 tipi di prototipo

Per produrre prototipi si possono utilizzare diversi processi produttivi, come ad esempio la lavorazione della lamiera o sfruttare la stampa 3D. Esistono fondamentalmente quattro tipi diversi di prototipi:

1. Prototipo di design: si tratta di un modello concettuale per testare le caratteristiche ergonomiche ed estetiche.
   
   
2. Prototipo geometrico: in questo caso si produce un modello preciso per concretizzare i requisiti dei materiali e si utilizza tipicamente per le prime prove di montaggio.
   
   
3. Prototipo funzionale: questa variante viene utilizzata per testare le proprietà funzionali di un componente che verrà poi prodotto in serie.
   
   
4. Prototipo tecnico: modello di prova già molto simile al futuro prodotto finale. In alcuni settori, la creazione di un prototipo tecnico è un requisito legale. Ad esempio, i prototipi delle case automobilistiche devono essere prodotti utilizzando esattamente gli stessi processi e strumenti che verranno poi impiegati nella produzione di serie.

Poiché i prototipi fisici sono, per loro stessa natura, prodotti personalizzati, la loro produzione è spesso associata a costi considerevoli. I prototipi digitali hanno quindi il potenziale per cambiare le carte in tavola. 

Cosa possono fare i prototipi digitali?

Il nome dice già tutto. Quando si produce un prototipo digitale, l'intero prodotto viene creato al computer, dalla concezione e progettazione fino alla produzione e all'assemblaggio. Allo stesso modo, anche le modifiche, le correzioni e le ottimizzazioni vengono effettuate direttamente sul prodotto digitale. Il prerequisito per un utilizzo appropriato è la disponibilità continua di dati in tutte le fasi di produzione. 

I prototipi digitali sono ormai standard nello sviluppo di automobili, aerei e beni di consumo durevoli. Stanno diventando sempre più popolari anche nell'industria di medie dimensioni e in siderurgia. Questo perché l'esborso finanziario per i sistemi CAD 3D, ma non solo, è in diminuzione da anni, mentre i risultati delle simulazioni digitali diventano sempre più precisi. 

5 vantaggi dei prototipi digitali

I modelli digitali sono sempre più vicini alla realtà e il divario tra simulazione e dati reali si riduce praticamente ogni giorno. Le aziende possono quindi beneficiare dei cinque vantaggi seguenti quando utilizzano i prototipi digitali: 

1. I prototipi digitali hanno costi significativamente inferiori rispetto alle loro controparti fisiche.
   
   
2. Le diverse varianti di progetto possono essere facilmente testate e ottimizzate al computer simultaneamente.
   
   
3. I prototipi creati digitalmente facilitano la collaborazione al di là dei confini che di solito separano reparti, aziende e zone geografiche. In questo modo, i migliori specialisti dei rispettivi settori vengono coinvolti nello sviluppo del prodotto senza grandi sforzi.
   
   
4. I set-up sperimentali e i test possono essere allestiti ed eseguiti più rapidamente con le simulazioni digitali che con i modelli fisici.
   
   
5. Le eventuali modifiche progettuali possono essere anticipate in una fase iniziale dello sviluppo, con costi significativamente inferiori rispetto a una fase successiva, ad esempio perché la produzione di stampi di serie non è ancora iniziata. 
   
   

Come vengono creati i prototipi di profili in acciaio da roll forming?

La produzione di un prototipo con le caratteristiche autentiche di un profilo speciale da roll forming è un processo complesso e costoso. Tuttavia, per alcuni prodotti si tratta di un requisito legale e, in questo caso, il prototipo deve corrispondere esattamente al prodotto finito per motivi di sicurezza.

Per realizzare il prototipo, quindi, sono necessari esattamente gli stessi strumenti e lo stesso impianto della normale produzione di serie. Che si vogliano produrre profili per 50.000 metri lineari o solo 5 prototipi, in linea di principio non cambia nulla: i costi sono di fatto gli stessi, a parte l'acquisto della materia prima per la produzione.

La prototipazione in Welser Profile

Sappiamo già che la creazione di un prototipo fisico comporta costi considerevoli per la profilatura a freddo. Per questo motivo, consigliamo sempre ai nostri clienti di rivolgersi a un'azienda artigianale più piccola per la produzione del modello fisico. Noi di Welser Profile ci occupiamo della produzione di prototipi solo su esplicita richiesta del cliente, se si tratta di un'esigenza imprescindibile. 

Per contro, abbiamo già predisposto una serie di strumenti e best practice per la fase di progettazione, per aiutare i nostri clienti a realizzare il profilo desiderato nel modo più efficiente ed economico possibile:

• Con Welser Creator le nuove idee di prodotto possono essere sperimentate digitalmente e testate a fondo per verificarne la fattibilità.
  
  
• La prototipazione rapida consente di creare in poche ore un modello che corrisponde a un profilo in acciaio in termini di aspetto, forma, tolleranza e funzione.
  
  
• I nostri esperti offrono un supporto completo in ogni fase del progetto e aiutano a sviluppare una soluzione adeguata ed economica per il profilo desiderato. 
  
  

Personalizzazione flessibile del prodotto con il Roll forming

Sebbene le macchine per la profilatura siano difficilmente adatte alla creazione di un prototipo per ragioni economiche, la profilatura stessa offre un grande vantaggio: il design modulare delle profilatrici permette di sostituire facilmente ogni singolo rullo. 

Piccole modifiche al prodotto non richiedono quindi un costoso investimento come creare ad esempio una configurazione completamente nuova, ma semplicemente la sostituzione di singoli moduli e rulli.

Conclusione: con la giusta mentalità, il prototipo fisico sarà presto storia

Le diverse possibilità offerte dalla digitalizzazione rendono la produzione di prototipi fisici ampiamente obsoleta. Tuttavia, ciò richiede anche condizioni generali adeguate per quanto riguarda le competenze digitali e la cooperazione di tutte le parti interessate. Sono inoltre necessari opportuni adeguamenti da parte dei legislatori e un ripensamento da parte dell'industria stessa. 

Come primo passo, quando si sviluppa un nuovo prodotto è necessario porsi la domanda: Abbiamo bisogno di un prototipo fisico in questa fase? Nella maggior parte dei casi la risposta è no: una simulazione digitale è più che sufficiente. E questo vale per ogni singola fase del processo di sviluppo. 

Qual è dunque la soluzione migliore? 

Per Welser Profile la condizione fondamentale per il successo di un nuovo prodotto è la stretta collaborazione e la fiducia reciproca, a partire dalle prime fasi del processo di sviluppo. Questo perché le prototipazioni digitali e la competenza dei nostri esperti consentono di ottenere risultati ottimali anche senza prototipi fisici, e a costi notevolmente inferiori.