Per decenni, gli ingegneri hanno cercato modi per ridurre il peso dei componenti e degli assemblaggi per creare prodotti più ecologici ed economici. Con l'evolversi dei processi di produzione e delle materie prime, i prodotti possono spesso essere fabbricati per soddisfare i requisiti di prestazioni con meno materiali utilizzando opzioni più ottimali o omettere completamente determinati materiali.
L'alleggerimento è stato storicamente una preoccupazione primaria nei settori automobilistico e aerospaziale per ottimizzare l'efficienza del carburante. Ciò sta portando a una migliore autonomia delle batterie nei moderni veicoli elettrici di oggi e a un aumento del carico utile negli aeromobili. Mentre altri settori si rivolgono a soluzioni più ecologiche, più efficienti e più confortevoli, l'alleggerimento è ora un obiettivo comune per produttori e progettisti di dispositivi di consumo, apparecchiature mediche e molto altro.
Cos'è l'alleggerimento?
L'alleggerimento è il processo di rimozione del peso da un componente o da un assieme. Progettisti e produttori di prodotti leggeri in uno dei tre modi:
Materiali sostitutivi: L'approccio più comune all'alleggerimento consiste nel sostituire i materiali più pesanti con materiali e componenti meno densi e/o più resistenti. Con il giusto design, materiali pesanti come i metalli possono essere sostituiti con plastiche o ceramiche termicamente conduttive in una soluzione di gestione termica. High density, heavy weight fiberglass insulation can be replaced with low density polyimide foam, like SOLIMIDE® Foam, in marine and aerospace applications. Gli ingegneri reperiscono e formulano costantemente nuovi materiali per soddisfare i severi requisiti prestazionali al minor peso possibile, quindi riconsiderare i materiali utilizzati in un assemblaggio è un importante obiettivo ricorrente per i produttori.
Ottimizzazione dei progetti: Invece di sostituire i materiali, un altro modo per rimuovere il peso è implementare diverse tecnologie o migliorare un design preesistente. Incorporating technology such as K-Core encapsulated graphite instead of solid metal for heat spreading or streamlining the geometry of a cold plate are both ways to optimize designs to remove weight and increase efficiency.
Eliminazione dei materiali: Con l'evolversi dei processi di produzione e dei materiali, i componenti possono spesso essere rimossi completamente dagli assiemi pur soddisfacendo i requisiti strutturali, di infiammabilità e termici. This often goes together with optimizing designs, such as removing cumbersome mechanical fasteners from an assembly by using adhesive-backed foam. Sfruttiamo la nostra vasta selezione di materiali, le nostre capacità produttive e la nostra esperienza di progettazione per creare stack-up multistrato che combinano più funzionalità in un unico componente, contribuendo ulteriormente a eliminare i materiali da un assieme.
Perché è importante?
L'alleggerimento ha implicazioni di vasta portata per un'ampia varietà di settori. Nei settori automobilistico, eMobility, trasporti e aerospaziale, la riduzione del peso complessivo dell'assemblaggio aumenta l'efficienza energetica o del carburante e riduce l'impatto ambientale totale. Nei settori dell'elettronica di consumo e medicale, la riduzione del peso di un dispositivo indossabile o palmare può migliorare il comfort dell'utente, prolungare il tempo tra una ricarica e l'altra e ridurre i costi di spedizione. Per le applicazioni industriali e agricole, la riduzione del peso può contribuire ad aumentare il carico utile complessivo e la resa agricola, migliorando l'efficienza e la redditività complessive.
Con requisiti sempre più severi di sicurezza, sostenibilità ed efficienza, la leggerezza sta diventando un punto focale per ogni nuovo prodotto. L'ottimizzazione del peso può ridurre gli sprechi, ridurre i costi e migliorare la funzione del prodotto.
La differenza Boyd
Invece di concentrarsi sulla rimozione o la sostituzione di un singolo materiale, gli ingegneri di Boyd adottano un approccio integrato alle sfide di alleggerimento. Le nostre ampie relazioni con i fornitori e il supporto innovativo alla progettazione ci consentono di guidare le decisioni di progettazione, con conseguente riduzione del peso complessivo dell'assemblaggio e garantendo al contempo che tutti i requisiti prestazionali siano soddisfatti. I nostri ingegneri hanno decenni di esperienza nella progettazione di componenti per la produzione (DFM) e l'assemblaggio ottimizzato. Le sedi globali di Boyd aiutano anche a ridurre l'ingombro complessivo riducendo il transito necessario per i componenti e fornendo soluzioni integrate verticalmente.
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