* Ing. Alessandro Tornincasa, laureato in Ingegneria per L’ambiente e il Territorio nel
2004 con una tesi teorico-sperimentale sulla cinematica delle polveri industriali, attualmente svolge mansione di tecnico e consulente CAD ed applicativi di analisi FEM, cinemato-dinamica e fluidodinamica.
Molto spesso le aziende lavorano su progetti che coinvolgono team distribuiti che possono comprendere consociate, studi esterni, fornitori, clienti che utilizzano software CAD differenti: ciò ha storicamente comportato delle difficoltà nella collaborazione e lo scambio dei file di progettazione. L’incorporazione nel proprio progetto di un file proveniente da un’altra piattaforma provocava una serie di problematiche soprattutto perché il processo di traduzione nel formato del proprio CAD richiedeva molto tempo, con un rischio molto elevato di perdita di informazioni. Inoltre il progettista doveva spesso tentare di ridisegnare le geometrie mancanti o danneggiate: questa operazione era molto dispendiosa in termini di tempo con risultati non sempre accurati rispetto alla geometria originale. Inoltre, nel momento in cui la geometria proveniente da un altro CAD subiva una modifica, il progettista era costretto a ripetere la procedura da capo per poter aggiornare il suo modello 3D.
Le nuove tecnologie
Tutte queste difficoltà sono state superate grazie allo sviluppo di nuove tecnologie che permettono di utilizzare nel proprio progetto un file 3D non nativo del proprio CAD senza alcuna operazione di traduzione. La prima a introdurre questa tecnologia è stata PTC nel 2014 con la funzionalità Creo Unite a cui ha fatto seguito Autodesk con AnyCAD nel 2015, e infine SOLIDWORKS con 3D Interconnect nel 2017.
Quali sono i motivi che hanno portato a coprire finalmente questa esigenza?
- Oggi è molto più frequente la progettazione in team distribuiti a livello geografico che utilizzano strumenti CAD differenti
- Le aziende tendono a dotarsi di più strumenti CAD perché le tecnologie di progettazione e prototipazione si stanno evolvendo a una tale velocità che non è più possibile soddisfare tutte le esigenze con una sola piattaforma
- C’è stato un cambiamento nel mercato del CAD: una delle più grandi fonti di business per le case software è la sostituzione di un CAD tridimensionale con la propria soluzione: è evidente che l’azienda accoglie con molto più favore la decisione di sostituire il vecchio CAD se ha la possibilità di recuperare l’archivio storico di disegni senza perdita di dati
Per illustrare il funzionamento di queste tecnologie vengono presentate tre casistiche tipiche in cui si ha l’esigenza di utilizzare modelli 3D non nativi del proprio CAD:
- Montare un componente 3D in un assieme senza modificarne la geometria
Nell’esempio di figura 1 viene mostrato un modulo di controllo progettato con il “CAD 1”. Vi è l’esigenza di montare il pacco batteria (progettato con il “CAD 2”) per poter disegnare una staffa di contenimento adattata in base agli ingombri. L’assieme del pacco batteria viene inserito in maniera istantanea perché non avviene alcuna traduzione e può essere gestito esattamente come un file nativo del “CAD 1” perché l’utente può visualizzare la struttura gerarchica di componenti e sottoassiemi, può montarlo selezionandone le geometrie, e infine modellare la staffa di contenimento utilizzando come riferimento la geometria del pacco batteria. Nel momento in cui viene modificato il pacco batteria e viene sovrascritto il file nativo del “CAD 2” con la nuova versione, il “CAD 1” si accorge delle modifiche e segnala all’utente la necessità di aggiornare il componente. L’aggiornamento effettua una sostituzione della vecchia geometria con quella nuova, ma non comporta errori sui vincoli o sui riferimenti geometrici che sono stati creati perché il “CAD 1” ha una conoscenza intelligente della struttura del file proveniente dal “CAD 2” e riesce a preservare gli ID interni delle facce e dei bordi che non sono stati eliminati. La staffa di contenimento si aggiorna per adattarsi ai nuovi ingombri: ciò fa sì che l’utente abbia un’esperienza di utilizzo di utilizzo di file provenienti da terze parti esattamente identica a quella che ha quando lavora su file nativi.
- Montare un componente 3D in un assieme e modificarlo aggiungendovi delle lavorazioni
Dopo aver montato il componente proveniente dal “CAD 2”, lo si modifica creando delle lavorazioni: nel momento in cui viene aggiornato con una nuova versione le lavorazioni vengono preservate (fig. 2).
- Congelare la geometria interrompendo il collegamento con il CAD di origine
La geometria del componente proveniente dal “CAD 2” viene congelata interrompendo il collegamento: di fatto avviene una traduzione del file (fig. 3).
Queste tecnologie sono state inizialmente concepite per poter scambiare file 3D di formati nativi (CATIA, Nx, Solid Edge, SOLIDWORKS, Inventor, Pro/E, Creo, ecc.) tenendo conto delle peculiarità di ciascun sistema: un esempio è rappresentato dal modo in cui Pro/E effettua il cambiamento di versione dei file, in quanto, quando viene salvata una nuova versione del modello 3D, viene creato un nuovo file con lo stesso nome del precedente e viene aggiunto un suffisso numerico. Se viene montato nel proprio progetto un file di Pro/E (ad esempio denominato staffa.prt.1) e viene copiata nella stessa cartella la nuova versione (staffa.prt.2), il CAD si accorge che il modello 3D di Pro/E è stato modificato e segnala all’utente la necessità di aggiornare il modello. Le tecnologie di scambio dati tra le diverse piattaforme si stanno evolvendo per offrire nuove possibilità, come ad esempio poter incorporare file neutri (STEP, IGES), o file 2D come i DWG per poter collaborare con le divisioni che si occupano di progettare i layout: i DWG infatti possono essere inseriti nel CAD tridimensionale e vengono trasformati in schizzi 2D sulle cui entità possono essere montati gli assiemi delle macchine per rappresentare un layout tridimensionale. Quando il file 2D viene modificato, lo schizzo si aggiorna e i modelli 3D si spostano su nuove posizioni.
Modulo di controllo e pacco batteria
Nell’immagine vediamo il modulo di controllo progettato con il “CAD 1” e il pacco batteria progettato con il “CAD 2”. Il pacco batteria deve essere montato nel modulo di controllo per poter disegnare una staffa di contenimento adattata in base agli ingombri. Il file del pacco batteria viene inserito in maniera istantanea nell’assieme del modulo di controllo senza che avvenga alcuna operazione di traduzione del file. Nel “CAD 2” viene modificata la geometria del pacco batteria: le batterie diventano più grandi e il guscio in plastica ha cambiato forma diventando conseguentemente più grande e presentando un design più arrotondato. Il progettista che utilizza il “CAD 1” sovrascrive il file del pacco batteria (nativo del “CAD 2”) con la nuova versione: il “CAD 1” si accorge delle modifiche e segnala all’utente la necessità di aggiornare il componente mostrando un’icona con un simbolo di aggiornamento sul componente. L’aggiornamento sostituisce la vecchia geometria con quella nuova, ma non comporta errori sui vincoli o sui riferimenti geometrici che sono stati creati per disegnare la staffa di supporto. Quest’ultima infatti si aggiorna per adattarsi alla nuova forma.
L’invio al progettista
Un fornitore che utilizza il “CAD 2” invia al progettista del modulo di controllo il file di una ruota dentata. Il progettista (che utilizza il “CAD 1”) la modifica creando un’asola per far passare un perno durante il movimento. Il componente viene montato nell’assieme, ma il progettista si accorge che la geometria interferisce con il perno. Procede quindi con una richiesta di modifica al fornitore per aumentare il diametro della parte interna della ruota dentata. Nel “CAD 2” vengono effettuate le modifiche richieste più ulteriori cambiamenti per rendere più leggero il componente. La nuova versione del file viene sovrascritta, e nel momento in cui viene effettuato l’aggiornamento nel CAD 1 l’asola si aggiorna senza errori e i vincoli di montaggio vengono preservati senza perdita di alcun riferimento.
L’intervento per risolvere un errore
In un assieme creato con il “CAD 1” viene montato un motore inviato da un fornitore che ha utilizzato il “CAD 2”. Nell’assieme è presente una flangia con geometria e dimensioni indicative perché verrà in realtà prodotta dall’azienda che utilizza il “CAD 1”. Il progettista si accorge che la flangia ha un errore perché uno dei fori di passaggio non è concentrico. Poiché questo componente sarà progettato da lui sceglie di interrompere il collegamento col file del CAD originale per congelarne la geometria ed evitare che si aggiorni in caso di modifiche al file del motore. Una volta interrotto il collegamento il file viene tradotto nel formato del “CAD 1” (generando quindi un nuovo file) e modificato per rendere concentrico il foro di passaggio.
