Prestazioni mission-critical
Il lancio dell'hardware nello spazio costa oltre 30.000 dollari per chilo e non c'è quasi nessuna possibilità di risolvere il problema dopo che l'hardware ha lasciato la Terra. Per soddisfare gli standard di prestazione, gli scienziati e gli ingegneri del Centro di Ricerca Spaziale dell'Università di Leicester (noto anche come "Centro di Ricerca Spaziale" o "Centro") si affidano a NX. ™ Software e Teamcenter ® Il software è progettato, simulato e realizzato secondo standard precisi.

Il Centro è impegnato nella ricerca spaziale da 50 anni, lavorando in stretta collaborazione con partner come la NASA e l'Agenzia Spaziale Europea. Il centro sviluppa sensori, telescopi, spettrometri e altri strumenti scientifici, nonché relative strutture meccaniche, apparecchiature elettroniche e sistemi di generazione di energia. Il suo portafoglio comprende missioni per lo studio di altri pianeti all'interno e all'esterno del sistema solare, nonché missioni per lo studio di altre stelle e galassie nell'universo. Il centro dispone di numerose strutture, tra cui laboratori di prova e produzione in tempo reale, e svolge anche ricerche interdisciplinari riguardanti le scienze della vita, le tecnologie di simulazione, la storia dell'arte e la medicina. Staff e studenti utilizzano NX e Teamcenter di Siemens PLM Software per supportare il ciclo di vita di progetti come la prima missione europea Mars Rover prevista nel 2018.

“Il trasporto di apparecchiature nello spazio implica un vasto programma di sviluppo”, afferma il dottor John Pye, che gestisce il Centro di Ricerca Spaziale. "L'hardware non solo deve avere prestazioni collaudabili, ma deve anche avere un rigoroso controllo di tracciabilità e qualità. Tutto questo deve essere realizzato entro rigorosi limiti di costo e di orario."

Quindici anni fa, il team di progettazione e analisi meccaniche ha iniziato a utilizzare NX I-deas, una versione precedente dell'attuale NX. Secondo Piyal Samara-Ratna, amministratore di Computer Aided Design (CAD) e ingegnere meccanico del Centro di Ricerca Spaziale, il team ha utilizzato principalmente strumenti di modellazione tridimensionale per sviluppare configurazioni semplici che sono state utilizzate per test termodinamici e strutturali. “La maggior parte dei progetti dettagliati sono realizzati in ambienti bidimensionali e sono realizzati utilizzando software di terze parti o strumenti manuali”, ha aggiunto. "Questo approccio porta all'elaborazione ripetuta delle stesse informazioni, che aumenta il rischio di errori e prestazioni scarse."

Trasformazione dal design alla produzione
Una volta completata la transizione da I-deas a NX e l'introduzione di Teamcenter, il centro trasforma immediatamente il suo flusso di lavoro. “Gli strumenti di modellazione NX ci consentono di non concentrarci più sul disegno di disegni 2D complessi. Utilizziamo ampiamente la modellazione parametrica e i collegamenti WAVE per creare la geometria. Quando cambiamo dimensioni, l'intero assemblaggio risponde, il che ci consente di adattarci rapidamente alle esigenze in continua evoluzione. ”

Il centro gestisce tre fresatrici a 4 assi e un tornio CNC con NX CAM. Questi dispositivi accettano modelli direttamente dagli ingegneri e gestiti tramite Teamcenter. C'è anche una stampante 3D per prototipi e dimostrazioni. "Inizialmente abbiamo utilizzato gli strumenti prototyping come modelli di riferimento, ma ora li usiamo di più per le attività di progettazione, in particolare nelle attività di integrazione in cui abbiamo bisogno di capire l'accesso agli strumenti e la visualizzazione dello schermo non è abbastanza ideale."

Gestisci l'intero ciclo di progettazione e produzione con Teamcenter, che viene utilizzato per raccogliere informazioni come la traccia degli utensili generata dal processo di produzione. I membri del personale possono specificare la data e il numero di richieste. Il team di produzione aggiunge ulteriori dati, tra cui informazioni sulla tracciabilità. Il team di firma aggiunge un rapporto di ispezione post-fabbricazione per descrivere in dettaglio il processo di convalida. La funzione "Stato" viene utilizzata per proteggere i dati e riassumere i processi applicati, ad esempio se eseguire un lavoro internamente o in outsourcing. L'intero flusso di lavoro può essere controllato se necessario.

Dal concetto al campo di lancio
“NX è molto potente”, afferma Ivor McDonnell, ingegnere meccanico di qualità presso lo strumento Mercury Imaging X-ray Telescope (MIXS) del Centro di Ricerca Spaziale. MIXS è previsto per il lancio nel 2015 nell’ambito della missione Bepi Colombo dell’Agenzia Spaziale Europea. McDonnell afferma: “NX ci fornisce gli strumenti per spostarci senza problemi tra le diverse fasi della progettazione e della produzione e per integrare l’intero ciclo. Siamo attivamente coinvolti in tutti gli aspetti del progetto MIXS e utilizziamo NX e NX Nastran. ® Supporta tutte le principali attività di prova, incluse le prove di vibrazione per simulare carichi di lancio. Abbiamo scoperto che gli strumenti NX sono particolarmente efficaci nel fornire una correlazione eccellente per ambienti di progettazione reali."

Un altro progetto che trae beneficio dall'uso di NX e Teamcenter è il Telescopio spaziale James Webb (JWST), previsto per sostituire il Telescopio Hubble nel 2018. L'area della lente principale sul telescopio spaziale è sei volte superiore alla lente principale del telescopio Hubble e dotata di pannelli solari equivalenti alle dimensioni di un campo da tennis.
Per la protezione delle lenti. In questo ambizioso progetto, l'Università di Leicester ha guidato un team internazionale di ingegneria meccanica che ha sviluppato uno dei quattro strumenti scientifici che si trovano dietro le lenti, lo strumento a infrarossi intermedi (MIRI). “Abbiamo trovato NX molto utile per visualizzare tutti gli aspetti meccanici dello strumento e l’allocazione del pacchetto, incluso l’accesso agli strumenti, e anche per progettare apparecchiature di supporto a terra per il trasporto dello strumento alla NASA”, ha commentato Jon Sykes, Chief Mechanical Engineer MIRI al Space Research Center. "Si tratta di una soluzione innovativa che costa molto meno del sistema tipico e l'abbiamo testata con successo spedendo un modello prototipo alla NASA."

Migliorata sinergia riduce il ciclo
"L'utilizzo di NX e Teamcenter ci ha consentito di fare ancora di più", afferma Samara-Ratna. "Insieme, creano un ambiente unificato in cui gli esperti di tutti i settori possono collaborare, interagire e discutere dei problemi di progettazione. Teamcenter è un'unica fonte di informazioni e controllo. Ad esempio, gestisci completamente gli strumenti progettati per il rover in Teamcenter. Abbiamo flessibilità e protezione. Gli errori non si diffondono nel sistema, quindi non c'è rischio che le modifiche apportate da qualcuno possano avere effetti negativi. I nostri ingegneri elettronici sono stati in grado di importare schede di circuito 3D complete nei nostri modelli, mentre l'integrazione della progettazione elettronica e meccanica ha aumentato la nostra efficienza e ridotto i tempi di riprogettazione. Di conseguenza, il tempo dal concetto al prodotto finale è notevolmente ridotto.

Samara-Ratna continua a descrivere i vantaggi della sinergia: "Collaboriamo con più organizzazioni di diverse dimensioni che utilizzano tutti il proprio software. NX è in grado di gestire diversi formati di dati, mentre la tecnologia di modellazione sincronizzata ci consente di gestire i modelli quasi come se gestissimo i nostri progetti. ”

Dalla ricerca allo sviluppo alla realizzazione
Samara-Ratna riconosce con piacere il contributo di TEAM Engineering, fornitore del centro. “Gli esperti di TEAM Engineering non solo forniscono formazione e software, ma come partner ci aiutano davvero a sfruttare al meglio gli strumenti, soprattutto per quanto riguarda la trasmissione della tecnologia.
Abbiamo quindi collaborato con la British Heritage Agency per scansionare oggetti storici presenti in cimiteri del XIV secolo. Collaboriamo anche con il settore per aiutare a utilizzare la produzione additiva in applicazioni di ingegneria ad alte prestazioni. ”

Samara-Ratna conclude: "Le soluzioni di sviluppo di prodotti NX sono fondamentali per il nostro lavoro e ora sono un elemento essenziale della nostra attività. Stiamo fornendo agli studenti gli strumenti NX per estendere i vantaggi dall'ambiente di ingegneria alla gestione dei progetti".