The Thesis was developed during the Internship at Plurigest SRL. It deals with one of the projects done during that experience. In particular the aim of this was to provide a plant layout for a Pellet Heating system.
All the components of the plant were designed on Solidworks and AutoCAD. Then was performed a study of the layout of the components in order to provide best solution in terms of space used and functioning.
If you’d like discover more about this project in the attachment there is the pdf version of the thesis (Italian language) and some pictures. For more info please contact me
Dall'idea all'oggetto:i nuovi paradigmi di progettazioneClaudio Gasparini
Panoramica sugli strumenti di disegno e di progettazione, dal compasso geometrico di Galileo agli attuali sistemi di modellazione CAD analizzati secondo prestazioni e settori di utilizzo. Aggiornato.
Con l’introduzione di una stampante 3D a scuola gli studenti acquisiscono conoscenze, capacità operative e strumentali nell’uso dei programmi di disegno CAD 3D e delle procedure di stampa.
Strumenti e sistemi di progettazione per la stampa 3DClaudio Gasparini
Nel 2006 è scaduto il brevetto della tecnologia FDM – Fused deposition modeling (Modellazione a deposizione fusa) per le stampanti 3D.
Nel febbraio 2014 è scaduto il brevetto della tecnologia di sinterizzazione, (Selective Laser Sintering o SLS)
Ora stanno arrivando le stampanti 3D SLS che sono più veloci e più precise.
"Italiani, scatenate la vostra creatività" Bre Pettis CEO di Makerbot
Dal mio intervento "Strumenti e sistemi di progettazione per la stampa 3D"
al SAIE Academy 2014 Bologna 25/10/2014
"Italians, unleash your creativity!" Bre Pettis CEO di Makerbot
3D scanner & Reverse Engineering. Una panoramica sulle tecnologie di reverse engineering e sui modelli di scanner commerciali e open source/DIY. Come riparare i file con Meshlab e netfabb. Uso della kinect.
Dall'idea all'oggetto:i nuovi paradigmi di progettazioneClaudio Gasparini
Panoramica sugli strumenti di disegno e di progettazione, dal compasso geometrico di Galileo agli attuali sistemi di modellazione CAD analizzati secondo prestazioni e settori di utilizzo. Aggiornato.
Con l’introduzione di una stampante 3D a scuola gli studenti acquisiscono conoscenze, capacità operative e strumentali nell’uso dei programmi di disegno CAD 3D e delle procedure di stampa.
Strumenti e sistemi di progettazione per la stampa 3DClaudio Gasparini
Nel 2006 è scaduto il brevetto della tecnologia FDM – Fused deposition modeling (Modellazione a deposizione fusa) per le stampanti 3D.
Nel febbraio 2014 è scaduto il brevetto della tecnologia di sinterizzazione, (Selective Laser Sintering o SLS)
Ora stanno arrivando le stampanti 3D SLS che sono più veloci e più precise.
"Italiani, scatenate la vostra creatività" Bre Pettis CEO di Makerbot
Dal mio intervento "Strumenti e sistemi di progettazione per la stampa 3D"
al SAIE Academy 2014 Bologna 25/10/2014
"Italians, unleash your creativity!" Bre Pettis CEO di Makerbot
3D scanner & Reverse Engineering. Una panoramica sulle tecnologie di reverse engineering e sui modelli di scanner commerciali e open source/DIY. Come riparare i file con Meshlab e netfabb. Uso della kinect.
Dall'idea all'oggetto: i nuovi paradigmi di progettazione nel design Claudio Gasparini
Le stampanti 3D forniscono ai progettisti una nuova possibilità di realizzazione fisica della loro idea in modo veloce ed economico a partire da un disegno realizzato da un programma CAD.
E’ importante per il progettista e anche a chi fa sculture in prototipazione avere una buona conoscenza delle tecniche di modellazione e di stampa.
Per tradurre un’idea in oggetto è necessario che il progettista conosca non solo le potenzialità ma anche i limiti del programma CAD che intende utilizzare, inoltre deve seguire dei corretti paradigmi di modellazione che variano a seconda della forma.
Ad esempio ci sono diversi modi di progettare una semplice tazzina da caffè che sono condizionati dalla geometria e dalla tipologia della stampante che la deve produrre.
TravelStory is a cross-platform mobile application developed with Xamarin.forms. The application and the related back-end (Microsoft Azure) have been developed for my bachelor thesis.
The application is aimed at tourists who want to share their travel experience. The application is launched and the user can create a new account or just log in. On the home they are asked to create a new trip or if already it's present they continue with the last. It will be the tourist to choose when to save his important points. These points are identified by a GPS position and can be enhanced with photos, videos and notes. These contents are pinpointed and at the end of the trip the entire path can be shared through an external platform. The finished trips can be viewed at any time and can be managed completely.
“50 ft Daysailer’s Preliminay Design” - master's degree thesis by Stefano MaranoStefano Marano
“50 ft Daysailer’s Preliminay Design” - master's degree thesis by Stefano Marano.
General plans, sail plan, performance prediction, stability and scantlings according to ISO regulations, canting keel, zero-emission propulsion, rig design
Presentation of the thesis - FIrst degree (April 2006). Design and development of a Network Management System for wireless networks in Mesh AP configuration.
Presentazione della tesi triennale (Aprile 2006). Progettazione e sviluppo di un Network Management System per reti wireless in configurazione Mesh-AP.
Dall'idea all'oggetto: i nuovi paradigmi di progettazione nel design Claudio Gasparini
Le stampanti 3D forniscono ai progettisti una nuova possibilità di realizzazione fisica della loro idea in modo veloce ed economico a partire da un disegno realizzato da un programma CAD.
E’ importante per il progettista e anche a chi fa sculture in prototipazione avere una buona conoscenza delle tecniche di modellazione e di stampa.
Per tradurre un’idea in oggetto è necessario che il progettista conosca non solo le potenzialità ma anche i limiti del programma CAD che intende utilizzare, inoltre deve seguire dei corretti paradigmi di modellazione che variano a seconda della forma.
Ad esempio ci sono diversi modi di progettare una semplice tazzina da caffè che sono condizionati dalla geometria e dalla tipologia della stampante che la deve produrre.
TravelStory is a cross-platform mobile application developed with Xamarin.forms. The application and the related back-end (Microsoft Azure) have been developed for my bachelor thesis.
The application is aimed at tourists who want to share their travel experience. The application is launched and the user can create a new account or just log in. On the home they are asked to create a new trip or if already it's present they continue with the last. It will be the tourist to choose when to save his important points. These points are identified by a GPS position and can be enhanced with photos, videos and notes. These contents are pinpointed and at the end of the trip the entire path can be shared through an external platform. The finished trips can be viewed at any time and can be managed completely.
“50 ft Daysailer’s Preliminay Design” - master's degree thesis by Stefano MaranoStefano Marano
“50 ft Daysailer’s Preliminay Design” - master's degree thesis by Stefano Marano.
General plans, sail plan, performance prediction, stability and scantlings according to ISO regulations, canting keel, zero-emission propulsion, rig design
Presentation of the thesis - FIrst degree (April 2006). Design and development of a Network Management System for wireless networks in Mesh AP configuration.
Presentazione della tesi triennale (Aprile 2006). Progettazione e sviluppo di un Network Management System per reti wireless in configurazione Mesh-AP.
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Se la presentazione ti è piaciuta scarica l’ebook gratuito, un ottimo punto di partenza per migliorare rapidamente le tue presentazioni.
Dal reverse engineering alle applicazioni medicali, dall’architettura al controllo qualità, dalla prototipazione alla stampa 3D. Sempre più ambiti scoprono utile ricostruire un modello numerico di un oggetto che può essere poi trasformato per le proprie esigenze.
da Office Automation - settembre 2014
Oggi è in corso una terza rivoluzione che sta portando alla digitalizzazione dei metodi produttivi. Grazie alla fabbricazione additiva, un prodotto può essere progettato su un computer e dopo pochissimo tempo essere realizzato con l’impiego di un processo tecnologico che crea un oggetto solido attraverso la sovrapposizione di diversi strati di materiale uno sull’altro. Il processo può essere portato avanti in maniera del tutto automatica, senza che vi sia un operatore a tenere sotto controllo la macchina, e la nuova tecnologia di produzione consente di creare prodotti anche molto elaborati che non potrebbero essere costruiti con i tradizionali sistemi di produzione.
Il metodo FEM come strumento di Design-CheckStefano Vinto
Atti del Seminario avente come argomento l'introduzione all'utilizzo del Metodo FEM come strumento di analisi progettuale. Seminario accreditato presso il CNI e promosso dall'Ordine Ingegneri Cosenza.
Collettivo Creativo | Programma modellazione 3D e biografia- WorkshopCreativi...Ornella Pirone
Cari Creativi
1 dei 3 Workshop previsto per Salerno - Nola - Sorrento - Messina - Catania -Palermo è......
PROGETTAZIONE E MODELLAZIONE 3D: dal digitale al prototipo fisico reale, con le stampanti prototipatrici home made. Leggi i programmi ufficiali nell'Album "Docenti e Programmi"..condividi la Cultura, invita i tuoi amici e crea un WorkshopCreativityGroup per aderire e lanciare il Workshop bastano pochi click...aL raggiungimento di minimo 30 persone!!! La prima Tappa è per SALERNO, adesioni entro il 20 febbraio!
Simulation of a small scale cogeneration system using a microturbinePietro Galli
The aim of the thesis was to develop an operating model of some sizes of Microturbines on the software eQuest.
Then used the model developed to simulate the installation of a Cogeneration (CHP) plant to satisfy the heat and electric demand of a school. The final step was to consider the economics of the investment and choosing which size and use of the turbine was the most convenient for the building.
The key topics of the project were the following:
• Collecting experimental data about some size of Microturbines
• Development of the turbine model for the software eQuest
• Development of the building following the ASHRAE standard
• Simulation of some size of Cogeneration Plants
• Analysis of the results of the simulations
• Energy auditing of the building and analysis of the cost of the current and new plant
• Choice of the best solution for the building
The thesis was developed in collaboration between Politecnico di Torino and the University of Illinois at Chicago, during the course of the double degree program TOP-UIC
During the course, we had to develop some projects and assemblies on CAD using the Advaced GT&D dimensioning system to label the work.
In the attachments are presented some of the final assembly and dimensions given to the products
During the course, we had to develop some projects and assemblies on CAD using the Advaced GT&D dimensioning system to label the work.
In the attachments are presented some of the final assembly and dimensions given to the products
Study of a Gear-Rack and links System: Equations, configuration and CAD designPietro Galli
The study dealt with the Designing of a mechanism form a starting configuration. Development of equations (Study of the motion and of the velocities), CAD files and engineer drawings (Using Solidworks)
Design of a Handle Mechanism (Solidworks)Pietro Galli
The project was developped on Solidworks and dealt with the costruction of an Hadle mechanism, the study of its motion and the Finite Element Analysis (FEA) of the assembly.
Plant layout of a Warehouse for a big toys companyPietro Galli
The project dealt with the definition of all the characteristics of a Warehouse using the principles of the Kaizen and of Lean manufacturing. The main points of the analysis were the following:
• Definition of the optimal geographical area were to build the Warehouse considering the connections among cities that will be served.
• Definition of the flux of the goods
• Definition of the Industrial shelving needed considering the dimension and frequency of movement of the goods.
• Definition of the plant layout of the Warehouse considering the principle of Lean manufacturing and the safety norms.
• Definition of the Forklift trucks needed
• Definition of the personnel needed
• Definition of the proper heating system
• Definition of the light system
The calculus were performed using Excel and the plant layout using Autocad and Solidworks
The project included the realization on Soliworks of some tools to realize through 3D printing. The components had to respect some important characteristics in order to be being 3D printable
Pictures and drawings of the assembly are reported
In this project was realized a gear mechanism able to move and its motion was studied
In the attachment you can find some of the video of its motion and the pictures of the gears
Computation of a gearbox for a wind power plantPietro Galli
The project Computation of a Gearbox for a Wind Power Plant dealt with the study and the analysis of the Generator in order to provide data about the following characteristics
o Static Design of the gearbox:
Design of shaft 1
Design of bearings
Internal stresses
Safety factor
Design of shaft 2
o Fatigue analysis:
Shaft 1 section 3
Shaft 1 section 4
Shaft 2 section 1
Shaft 2 section 2
o Rolling bearings analysis, life and fatique:
Roller bearings C and D
Bearing E
Rating life_bearing D
Rating life_bearing E
o Spur gears analysis:
Computation of transmission ratio, pt and b
Tooth bending strength
Tooth surface fatigue strength
Solar Energy Equipment: Design of a solar plant for a buildingPietro Galli
The project dealt with the design of a solar plant heating-system for a building. The following analysis were performed:
• Data collection and preliminary design: (building characteristics and geographical information)
• Estimation of the how water demand
• Evaluation of the Irradiance:
• Computation of the volume of the hot storage tank and definition of its insulation
• Off-Design Calculations
• F-chart
• Thermal balance of the solar panel
• Heat exchanger analysis
• Exergy Analysis for each component of the plant (Collectors, Tank, Boiler)
• Economics and cost analysis
• Determination of the temperature profile of the thermal fluid along the pipe (Using MatLab)
Solar Energy Equipment: Design of a solar plant for a building
Bachelor's Thesis: Use of CAD technologies to optimize the productivity of a small company
1. POLITECNICO DI TORINO
I facoltà ingegneria
Corso di Laurea Primo livello
in Ingegneria Meccanica
Tesi di Laurea Primo livello
Utilizzo di tecnologie CAD per
l’ottimizzazione del processo produttivo di
una piccola azienda
Relatore
firma del relatore (dei relatori)
prof. Umberto Lucia
...........................
...........................
Candidato
firma del candidato
Pietro Galli
Luglio 2014
2. Indice
1. Introduzione
2. Storia delle tecnologie CAD
3. Applicazioni
4. Tecnologie CAD
4.1 Modellazione
4.2 Analisi FEA
5. Il software utilizzato nel progetto
5.1 SolidWorks
5.2 Storia di SolidWorks
5.3 Utilizzo del software nel progetto
6. L’azienda ospitante
6.1 Descrizione delle attività svolte
6.2 Storia dell’azienda
7. Il caso di studio:
7.1 Finalità del progetto complessivo
7.2 L’utilizzo di SolidWorks
8. Lo svolgimento
8.1 Operazioni preliminari: raccolta dati forniti. Raccolta elementi 3D
da catalogo più creazione di elementi non presenti nei cataloghi
8.2 Disegno e dimensionamento componenti su Solidworks e stesura di
un plant layout definitivo
9. Conclusioni
10. Ringraziamenti
3. 1 Introduzione
La sigla CAD è un acronimo inglese che inizialmente significava “Computer aided drafting” e
contraddistingueva una famiglia di software o hardware sviluppati con l’intento di poter realizzare
disegni costruttivi 2D di componenti, tipicamente meccaniche, ma non il componente come sarebbe
apparso nella realtà. Esse venivano tipicamente utilizzate per la realizzazione di proiezioni
ortogonali, in sezione in assonometria ed in esploso del pezzo.
Con lo sviluppo delle tecnologie l’acronimo CAD è sempre stato più spesso identificato come
“Computer Aided Design” ovvero “progettazione assistita da computer”, sebbene i due concetti
sembrino simili hanno un’importante distinzione: in quest’ultimo si procede alla realizzazione di un
componente tridimensionale che ha le stesse sembianze del prodotto finito dal quale è possibile sia
ottenere tutti i disegni tecnici costruttivi necessari ma anche effettuare un grande numero di prove
statiche e dinamiche per valutare il comportamento dell’oggetto in diverse situazioni e poter
effettuare migliorie a tale progetto senza dover passare sempre da un prototipo fisico.
2 Storia delle tecnologie CAD
Probabilmente, l'antenato dei sistemi di CAD è stato il sistema Sketchpad sviluppato al
Massachusetts Institute of Technology nel 1963 da parte di Ivan Sutherland. Si trattava di un
sistema sperimentale che consentiva al progettista di disegnare su un monitor a raggi catodici con
una penna ottica.
Le prime applicazioni commerciali del CAD si ebbero negli anni 1970 in grandi aziende
elettroniche, automobilistiche, aerospaziali e navali. Venivano impiegati computer mainframe e
terminali grafici vettoriali. Questi ultimi sono monitor a raggi catodici il cui pennello elettronico,
invece di scandire lo schermo come nei televisori, viene controllato dal computer in modo da
tracciare le linee.
Negli anni 1980 vennero sviluppati sistemi CAD per microcomputer con monitor a grafica raster.
Tali sistemi erano ancora o molto limitati o molto costosi, e comunque particolarmente difficili da
usare, per cui venivano usati solo da aziende medio-grandi o da professionisti, essendo questi
strumenti tecnologicamente sofisticati.
Negli anni 1990 la semplificazione nell'uso del computer dovuto alla diffusione delle interfacce
utente grafiche e l'abbassamento dei costi dell'hardware hanno reso i sistemi CAD alla portata di
tutti i professionisti.
3 Applicazioni
Le applicazioni delle tecnologie CAD comprendono un’immensa gamma campi.
Uno degli usi più comuni della modellazione in tre dimensioni è l’applicazione alla computer
graphycs per la realizzazione di immagini 3D sia per il mondo del cinema sia per l’industria dei
computer games.
L’industria medica utilizza invece le immagini 3D per ottenere modelli dettagliati degli organi
analizzati; quest’ultimi posso essere creati grazie alla sovrapposizione e all’elaborazione di varie
immagini ricavate mediante scansioni del corpo.
Nell’ambito delle scienze sperimentali la rappresentazione dettagliata al computer è utilizzata per
riuscire ad ottenere un modello particolarmente chiaro delle componenti chimiche. In architettura ed
in design l’utilizzo di tecnologie CAD è oramai un must è costituisce una dei più importanti banchi
di prova per un progetto, in cui è facilmente possibile stabilire l’illuminazione dell’interno di un
edificio ed il suo inserimento nel paesaggio e nell’architettura circostante.
Nell’universo ingegneristico utilizza sempre maggiormente le tecnologie di modellazione e
progettazione 3D per l’elaborazione di nuovi componenti e per testarne l’efficacia grazie alla
possibilità di effettuare l’analisi ad elementi finiti (FEA), non è inoltre da dimenticare l’importanza
della creazione di modello 3D computerizzato e parametrizzato come fonte di input per tutte le
tecnologie di stampaggio e creazione di prodotti finiti controllate automatizzate (stampanti 3D e
CNC).
4. 4 Tecnologia CAD
4.1 Modellazione 3D: La modellazione 3D consta nel rappresentare un oggetto tridimensionale
usando un insieme di punti connessi tra di loro formando figure di varie geometrie. Tali geometrie
rappresentano un insieme di dati e possono essere creati a mano, importati oppure creati da
parametrizzazione. Queste diverse modalità di creazione di sketch e quindi superfici comporta per
l’utente una vastissima gamma di figure realizzabili da semplici poligoni regolari fino a geometrie
più complesse o parametriche come spline o evolventi.
Esistono tre principali metodi per la rappresentazione di un modello:
Modellazione a poligoni (polygonal modeling): Consta nell’identificazioni di punti chiave nello
spazio 3D chiamati vertici essi sono interconnessi tramite segmenti di linee a formare un reticolato
poligonale (mesh). La stragrande maggioranza dei modelli in tre dimensioni sono creati utilizzando
la tecnica delle mesh dato che questo metodo perché gode di una grande flessibilità ed è molto
veloce per un computer riuscire ad effettuare il rendering di tale modello. Tale metodo ha come
controindicazione il fatto che sia solamente un’approssimazione dell’immagine reale non sono
quindi perfettamente rese geometrie complesse in cui sono presenti molti segmenti curvilinei.
Modellazione curvilinea (Curve modeling): Le superfici sono identificate da curve, le quali sono
controllate da parametri e da punti strategici a cui è stato assegnato un certo peso, tali linee
seguono, ma non necessariamente connettono, i punti di controllo. Aumentare il peso di un punto
comporta il passaggio della linea più vicino ad esso.
Scultura digitale (Digital sculpting): E’ un metodo relativamente nuovo per la creazione di modelli
3D. Tra i vari metodi di scultura digitale i principali sono: Mappe di dispacement, che detiene
tutt’ora il primato come metodo di scultura digitale più utilizzato, superfici implicite (Voxel), e la
tassellatura dinamica.
Le mappe displacement usano un modello ad alta densità esi basa sull’elaborazione di un’immagine
in scala di grigio la quale può essere modificata agendo direttamente sui punti della mesh
poligonale (Displacement Geometrico), oppure andando a creare una fitta mesh formata da poligoni
trinagolari la quale risulta più leggera e più facilmente modificabile.
Le superfici implicite sono metodi di rappresentazione che producono un risultato simile al
displacement, la principale differenza consiste nel fatto che quest’ultimo è un metodo volumetrico.
La visualizzazione volumetrica tramite voxel viene impiegata ampiamente in ambito medico,
utilizzando i dati tridimensionali provenienti dalle Tomografie computerizzate (TC), e dalle
risonanze magnetiche (RM). I voxel vengono anche utilizzati nell'ambito della animazione
tridimensionale per alcuni tipi di simulazione complessa, come quella degli effetti gassossi,
atmosferici e per le esplosioni, similmente possono venire impiegati per realizzare i materiali liquidi
e fluidi, come acqua, lava, ecc. mediante motori di generazione particellare.
La tassellatura dinamica è utilizzata principalmente nell’ambito dell’animazione 3D in particolare
per la creazione di ambientazioni e paesaggi in quanto coniuga li stessi principi della mappa
displacement però con la tasselazione dinamica si ha una diversa distribuzione della qualità delle
immagini, la quale sarà più dettagliata per oggetti vicini, mentre sarà ridotto per oggetti distanti,
evitando così un inutile spreco di risorse.
4.2 Analisi FEA: L’analisi ad elementi finiti è spesso indicata con l’acronimo inglese FEA (finite
elements analysis) entrò a fare parte del mondo industriale agli inizi degli anni ’60 del novecento. Il
primo campo applicativo fu la risoluzione di problemi di analisi strutturale in ambito aerospaziale.
Solo un ventina di anni dopo, con l’abbassamento dei costi computazionali , si diffuse ad altri
settori dell’ingegneria.
5. Oggi l’analisi ad elementi finiti è largamente utilizzata nell’ambito dellingegneria meccanica per la
soluzione di problemi di tipo strutturale, vibrazionale etermico. L’analisi agli elementi finiti è anche
utilizzata in ambito di risoluzioni di problemi legati all’acustica, elettromagnetismo, meccanica del
suolo e molto altro.
La FEA permette di analizzare oggetti di qualunque forma, e può essere implementata con diversi
livelllidi accuratezza, in modo da trovare il migliorcompreomesso tra le esifejza di precisione
dell’analisi e la velocità di calcolo.
I progettisti utilizzano l’analisi ad elementi finiti durante il processo di sviluppo del prodotto già
nella fase di concezione dello stesso. Grazie a tale analisi si può evitare la costruzione di molti
prototipi per l’affinamento del progetto ma se ne realizza solamente uno al termine di tutto il
processo progettuale per la verifica finale.
Il punto di partenza per l’analisi agli elementi finiti di un oggetto è la creazione di un modello
tridimensionale virtuale. Tale geometria che può anche risultare molto intricata e complessa viene
quindi scomposta in molti elementi di semplice geometria e di dimensioni ridotte chiamati appunto
elementi finiti. L’aggettivo finiti posto dopo la parola elementi sta a sottolineare il fatto che,
sebbene tali elementi siano di dimensioni estremamente ridotte rispetto all’oggetto nel suo
complesso, essi non sono però considerabili elementi infinitesimali.
Il modello dell’oggetto creato tramite unione dei piccoli elementi finiti porta il nome di Maglia più
comunemente chiamata Mesh servendosi del relativo appellativo anglosassone. L’operazione di
creazione tale maglia (meshing) è un passo cruciale nel determinare la qualità e l’affidabilità dei
risultati ricavati dall’analisi e lo sviluppo di nuove tecnologie e metodologie per sviluppare meshing
più efficaci è tutt’oggi oggetto di grande studio.
Le tecniche di meshing di cui si servono i software per l’analisi FEA più comunemente utilizati
sono tre. Si vengo a creare mesh con elementi tetraedrici per la rappresentazioni di geometrie
solide, mesh ad elementi a guscio per le superfici ed elementi a trave per l’analisi di profilati le cui
sezioni sono costanti.
Gli elementi che compongo le mesh posso essere risultato di computazioni del primo ordine o del
secondo, quest’ultimi, dato che possono seguire direzioni curve (curve del secondo ordine)
approssimano molto meglio la geometria dell’oggetto rispetto ai primi e i risultati di un analisi
strutturale effettuata su questi elementi risulta più accurata.
5 Il software utilizzato nel progetto
5.1 Solidworks: E’ un software che gira su Micosoft Windows. Dal 1997 fa parte del colosso
francese Dassault Systémes. Il software SolidWorks è utilizzato da oltre un milione e mezzo di
utenti in 148.600 compagnie dislocate in 80 paesi del mondo. Inoltre, più di un milione di studenti
si laurea ogni anno grazie ai corsi di formazione basati su SolidWorks. Quella di SolidWorks si è
ripetutamente classificata come la tecnologia 3D più ricercata dai datori di lavoro tra le offerte di
lavoro pubblicate su Monster.com, il più noto sito Web per il reclutamento di personale.
L’obiettivo per cui è stato creato questo software è la progettazione meccanica, possiamo definire
solidworks come un modellatore solido, parametrico associativo, basato su features.
Il concetto di software parametrico è basato sul fatto che il disegno e quindi l’elaborato possa
variare nella fase di sviluppo. L’utente può variare i parametri dimensionali come raggi, distanze,
angoli, il cambiamento di tali grandezze comporta la corrispondente variazione dell’entit generica a
cui il parametro è riferito ed inoltre introduce la propagazione di variazioni alle entità geometriche
connesse direttamente o indirettamente all’entità modificata. Tramite questo processo di passaggio
di informazioni l’intero elaborato si riconfigura assumendo nuove forme e dimensioni.
Il termine associativo sta invece ad indicare il fatto che nel momento in cui si crea un assieme o una
messa in tavola tutti i componenti restano legati da relazioni gerarchiche così che, apportata una
6. modifica ad un certo livello, questa verrà estesa a tutti i livelli in odo che le relazioni tra le parti,
assiemi e disegni rimangano sempre aggiornate.
SolidWorks permette la modellazione e la creazione di elementi 3D di solidi in modo semplice ma
di grande potenzialità, si va realizzare un profilo chiuso bidimensionale denominato sketch e lo si
estrude generando un primo solido tridimensionale. A seconda del tipo di oggetto che si vuole
modellare e dell’abilità dell’utente seguono poi varie operazioni che porteranno alla realizzazione
del singolo pezzo finito.
Oltre alla modellazione di solidi SolidWorks offre notevoli funzionalità per la modellazione di
assiemi anche complessi comprendenti un elevato numero di componenti. Ogni elemento può essere
inserito nel contesto di assieme sfruttando delle semplici relazioni di coincidenza (Mates). Il metodo
di creazione di componenti più utilizzato è il bottom-up ovvero si procede alla creazione di ogni
componente che poi verrà assemblato. E’ però possibile anche utilizzare la tecnica denominata top-
down che consta nel creare un determinato pezzo all’interno della assieme sfruttando magari
particolari caratteristiche o necessità dell’Assembly.
E’ inoltre possibile realizzare, al fianco dei modelli 3D pure le tavole con i costruttivi quotati in 2D
in modo semi automatico e con grande risparmio di tempo. La possibilità di poter procedere in
modo veloce e preciso alla smessa in tavola di componenti e assemblaggi non è da sottovalutare in
quanto in sede di progetto sono proprio gli elaborati quotati bidimensionale ad avere valore legale
ed è dunque necessario disporne quanto più velocemente e facilmente possibile.
L’universo SolidWorks non è limitato semplicemente alla modellazione 3D esso infatti è stato
appositamente pensato per coprire tutto il ciclo di progettazione meccanica esistono quindi altre
funzionalità del software che consentono la simulazione e l’analisi dei componenti in varie
situazioni. Tra le varie estensioni del software si ricordano SolidWorks Simulation che consente di
effettuare l’analisi statica, dinamica termica e fluidodinamica e Solidworks Motion il quale
consente all’utente di visionare il movimento delle componenti in un determinato assieme.
5.2 Breve storia di Solidworks: Nel 1993, il fondatore di SolidWorks Jon Hirschtick reclutò un
team di ingegneri con lo scopo di rendere più accessibile la tecnologia CAD 3D. La prima
tecnologia CAD 3D messa a punto poteva essere eseguita su una piattaforma Windows e non
richiedeva costosi hardware e software. Nel 1995, venne lanciata sul mercato la prima release del
software SolidWorks. In due mesi, il software ricevette grandi elogi per la facilità di utilizzo, che ha
consentito a un numero sempre maggiore di progettisti di sfruttare i vantaggi della tecnologia CAD
3D per realizzare i propri progetti.
Nel 1997, il colosso Dassault Systèmes S.A., leader a livello mondiale per la tecnologia PLM,
notati i successi di SolidWorks, acquisì l'azienda per una cifra pari a 310 milioni di dollari.
Oggi, DS SolidWorks offre una serie completa di strumenti per creare, simulare, pubblicare e
gestire i dati, ottimizzando innovazione e produttività delle risorse di progettazione. Tutte queste
soluzioni interagiscono tra loro, permettendo alle aziende una migliore progettazione dei prodotti,
maggiore rapidità e costi inferiori.
DS SolidWorks Corp. ha continuato ad applicare il fondamento della "facilità d'uso" ai nuovi
prodotti, tra cui SolidWorks Simulation e SolidWorks Enterprise PDM. Consentendo di risolvere
simulazioni complesse, come quelle relative a vibrazioni o urti, SolidWorks Simulation semplifica
la convalida del progetto migliore, senza la necessità dell'intervento di un esperto in analisi degli
elementi finiti. Coerentemente a questo tema, la soluzione per la gestione dei dati di SolidWorks
può essere implementata nell'arco di appena dieci giorni per consentire alle aziende di sfruttare
nuove opportunità più rapidamente.
5.3 Utilizzo del software nel progetto: Nel corso dell’esperienza di tirocinio è stato più volte utile
l’utilizzo di SolildWorks per la semplificazione e l’aumento dell’efficienza dei lavori aziendali. E’
stato scelto questo software proprio perché rappresentava un ottimo unione tra facilità di utilizzo,
varietà di possibili utilizzi e prezzo di mercato. In questo particolare caso è bastato utilizzare il
7. software con la licenza studentesca ma, anche nel caso in cui venga deciso dall’azienda di
continuare ad utilizzare tale software per svolgere i lavori aziendali oltre al periodo di tirocinio, le
caratteristiche richieste per le finalità del lavoro aziendale sono tranquillamente reperibili nella
versione base di Soldworks che è reperibile a prezzo facilmente accessibile.
Il programma è stato usato principalmente per la modellazione di componenti o di assiemi al fine di
produrne un dettagliato disegno costruttivo da poter integrare con l’inserimento di assonometrie ed
immagini 3D per facilitarne la leggibilità e quindi la velocità di produzione. Come descritto in
seguito la creazione di un dettagliato modello tridimensionale ha giocato un ruolo fondamentale nel
caso di studio descritto in quanto ha favorito l’individuazione di un layout ottimale. La caratteristica
del software di essere parametrico ed associativo ha giocato un ruolo fondamentale in quanto è stato
facilmente verificabile, in sede di definizione del layout, quanto la variazione di ogni componente
andasse ad influire sugli spazi totali dell’ambiente circostante.
6 L’azienda ospitante
6.1 La Plurigest: Il caso di studio riportato in questo elaborato è stato trattato nel corso di un
tirocinio curricurale presso l’azienda senese Plurigest.
La Plurigest opera nel settore dell’impiantistica privata e pubblica, il campo di azione varia dalla
progettazione ed istallazione di impianti nuovi fino alla manutenzione di impianti preesistenti. Tra
le opere più frequentemente realizzate si ricordano gli impianti idrici, termici, elettrici, di sicurezza
e di purificazione e bonifica delle acque reflue. Essa opera principalmente nella provincia di Siena
dove si sta ritagliando sempre più spazio e sta realizzando opere di sempre più ampio respiro.
Ad un aumento del numero di mansioni svolte ed incarichi presi corrisponde anche l’interesse da
parte dell’azienda di aggiornare le proprie tecniche progettuali e di approccio al lavoro, il risultato
che se ne trae è un’ambiente in continuo divenire al fine di massimizzare l’efficienza del lavoro
svolto.
L’azienda ha quindi accolto volentieri l’introduzione di un modello progettuale che si ponesse
l’obiettivo di fornire elaborati grafici chiari e comprensibili per addetti ai cantieri di ogni livello e
permettesse di effettuare prove di layout di parti degli impianti al fine di trovare la soluzione
migliore velocemente e con grande chiarezza grazie alla visualizzazione in 3D.
Il mondo di lavoro di una piccola azienda operante nel territorio senese è molto lontana da quella
delle grandi città con importanti centri universitari, non è quindi sorprendete che l’opzione di poter
utilizzare un software che permettesse, anche solo con la versione base, di effettuare agilmente
queste operazioni sia stato accolto con entusiasmo e sorpresa. Programmi che permettono la
creazione di modelli tridimensionali a geometrie complesse sono tipicamente utilizzati nel settore
dell’ingegneria industriale che è molto poco presente in Toscana e nel Senese in particolare.
E’ stato molto interessante notare come l’introduzione di una tecnologia tipicamente utilizzata per
la progettazione meccanica abbia nei fatti migliorato e snellito il processo lavorativa di un’azienda
apparente non troppo vicina a quel mondo.
6.2 Breve storia dell’azienda: La Plurigest è stata fondata il 24 Gennaio 2002 da tre soci fondatori
che, dopo aver acquisito un’importante esperienza nel settore, hanno deciso di mettersi in proprio.
Da subito l’azienda ha dato molta rilevanza all’utilizzo delle risorse rinnovabili e della green-energy
come fonte di alimentazione dei propri impianti e ciò si è rivelato essere una scelta vincente.
Negli anni seguenti alla fondazione l’attività è andata sempre più sviluppandosi ed incrementando il
proprio valore passando da essere una piccolissima impresa fino ad arrivare al numero attuale di 19
membri fissi dell’entourage e continuando la propria crescita anche negli anni più duri della crisi
economica che ha colpito il nostro paese.
7 Il caso di studio
7.1 Il progetto complessivo: Nel corso delle varie attività svolte nel tirocinio ci sono state più
occasioni di constatare come l’utilizzo di determinate tecnologie CAD potesse portare ad una
8. facilitazione e velocizzazione del lavoro aziendale, si è scelto questo caso in quanto ha costituito
una parte integrante di una importante commissione di cui è stata investita l’azienda e si è quindi
ritenuto essere anche il più interessante e vario da riportare.
L’opera è stata commissionata dall’ Hotel Borgo San Felice, un azienda alberghiera con sede nelle
colline del Chianti senese che offre un servizio di ristorazione e villeggiature di fascia alta.
La commissione complessiva constava nella creazione di un nuovo impianto termico centralizzato
alimentato a biomassa, la creazione dell’impianto di climatizzazione a servizio di tutte le strutture
del complesso ed in fine la creazione di un impianto antincendio e rivelazioni dei fumi.
La commissione comprendeva tutto il percorso di sviluppo degli impianti, dalla fase progettuale
fino alla realizzazione e collaudo finale.
7.2 L’utilizzo di Solidworks: Nel complessivo del progetto si è inserito l’utilizzo di Solidworks per
velocizzare la realizzazione dell’impianto termico.
La commissione comprendeva, oltre al progetto ed il dimensionamento di tale impianto, anche la
realizzazione di un luogo atto allo stoccaggio del materiale combustibile, Pellet in questo caso, ed al
posizionamento delle caldaie e di tutti gli strumenti atti alla preparazione e al distribuzione del
fluido termovettore all’interno dell’impianto (vasi di espansione, pompe, collettori, accumulatori).
La soluzione ideata a tale scopo è stata quella di posizionare tutto il materiale all’interno di alcuni
container comunicanti siti in una posizione strategica facile da raggiungere ma che non andassero
ad interferire con il paesaggio circostante.
Ci si è rivolti verso la creazione di un modello 3D dei container e di tutte le componenti
dell’impianto termico presenti al suo interno al fine di poter velocemente ed accuratamente definire
un plant layout ottimale delle componenti e le misure costruttive della parti che sarebbero state
realizzate direttamente dall’azienda.
8 Lo svolgimento
8.1 Raccolta dei dati preliminari: La prima fase della realizzazione dell’impianto termico è stata
la determinazione della potenza richiesta e il dimensionamento dell’impianto per soddisfare tale
fabbisogno, questa operazione è stata svolta dall’ufficio tecnico dell’azienda e dal personale
specializzato in questa mansione. E’ dalla fase successiva che sono entrate in gioco le tecnologie
CAD 3D ed è iniziato il mio lavoro.
Nella prima fase preliminare è stato necessario individuare nel vari cataloghi dei fornitori partner
con l’azienda le componenti da utilizzare che rispettassero le caratteristiche richieste e costituissero
le soluzione economicamente più valide. Per quanto riguarda le caldaie ci si è rivolti verso due
caldaie Fröling T4 in quanto tale azienda è la fornitrice ufficiale della Plurigest ed il suddetto
modello si è rivelato essere il più indicato per l’apporto di potenza termica richiesta dall’impianto.
Si è proceduto in seguito alla definizione dei corretti vasi di espansione e accumuli per l’impianto
che garantissero una fornitura di fluido congrua con quanto indicato nelle specifiche del progetto.
L’ultima parte delle operazione preliminari è stata l’individuazione dei modelli più appropriati delle
varie parti del gruppo pompe.
Una volta radunate tutte le informazioni preliminari si è proceduto al reperimento dei modelli 3d di
tali componenti qualora fossero disponibili nei cataloghi dei fornitori, è questo per esempio il caso
delle pompe e delle valvole di ritegno. Nel caso in cui esse non fossero fornite è stato necessario
reperire i modelli 2D oppure dei disegni costruttivi e si è provveduto a realizzare il 3D di tali parti
in prima persona.
8.2 Realizzazione delle componenti: Per produrre l’elaborato 3D dei container e dell’interno si è
proceduto alla realizzazione di ogni componente.
9. 1) Containers high cube 40”:
Per la realizzazione della centrale termica il progetto prevedeva l’unione di 3 container, uno
dei quali diviso dagli altri da mura di cartongesso all’interno atti a contenere il gruppo
pompe, le caldaie e la riserva di combustibile.
Per lo sviluppo 3D di tali container si è prima proceduto a chiedere i modelli Autocad delle
proiezioni ortogonali alla ditta produttrice. Ottenute le viste degli oggetti e sapendo l’altezza
la realizzazione su Solidworks è stata così effettuata: E’ stato realizzato uno sketch di un
rettangolo congruente con le dimensioni del perimetro esterno di un container dove sono
state poi innalzati mediate il comando extrude (estrudi) altri blocchi parallelepipedi dello
spessore del rivestimento esterno. Per semplicità realizzativa e comprensiva sono state
omesse le aperture per le porte in quanto si estendono all’esterno del container e non vanno
dunque ad influenzare lo spazio agibile all’interno di esso. La lamiera esterna costituente le
pareti del blocco sono state approssimate come detto a parallelepipedi omettendo la classica
forma zigrinata poiché risultava solamente un appesantimento del disegno irrilevante per il
calcolo degli spazi interni; come ultima nota va ricordato che sono state rese trasparenti (e
non visibili nell’elaborato) il rivestimento superiore e quello frontale dei containers per poter
rendere visibile l’interno di essi e prendere facilmente nota degli ingombri.
Realizzato un container si è proceduto a creare un assieme dei 3 componenti, come ultimo
step sono state prese le misure all’interno dei containers e si è creato, sempre tramite la
funzione estrusione di un rettangolo, le pareti interne di cartongesso inserendole poi
nell’assemblaggio nella posizione richiesta dall’ufficio progetti. Tale locazione delle pareti
divisorie è stata decisa di modo da garantire un volume adatto al contenimento del
combustibile (pallet) che è possibile trasportare tramite un automezzo (circa 10 tonnellate)
di modo da massimizzare l’efficienza dei viaggi di rifornimento.
Componenti della pompa:
2) Parti reperite dai cataloghi tridimensionali delle ditte fornitrici:
E’ questo il caso del filtro ad Y, la pompa di motrice BM 40, valvola a farfalla Socla e la
valvola di ritegno. Per questi componenti è stato quindi necessario solamente
l’implementazione su Solidworks tramite apertura e salvataggio con nome.
modello di uno dei
tre containers
Unione dei 3 containers
si nota come il primo sia
diviso daglialtri mediante la
lamiera metre gli altri due
siano uniti ma separati
orizzontalmente dai due
muri di cartongesso, dei tre
vani che si sono andati a
creare nell'unione di questi
due container saranno così
divisi: il centrale per le
caldaie ed i due laterari per
lo stoccaggio del pallet
10. 3) Curva a saldare 90°:
Per creare questo componente si è proceduto a creare sul piano frontale una scketch e
disegnare delle linee costruttive perpendicolari tra di loro passanti dall’origine, si è dunque
proceduto a controllare dal disegno in 2D del catalogo quanto fosse il raggio di curvatura
centrale del raccordo, si è creato un cerchio di tale raggio centrato nell’origine e se ne sono
asportati ¾ mediante la funzione trim (taglia).
In seguito si è scelto un piano perpendicolare al frontale e si è proceduto ad effettuare uno
sketch in tale piano. Per prima cosa si è utilizzata la funzione convert entity (converti entità)
riferito all’arco di cerchio precedentemente creato per far in modo che l’estremo dell’arco
potesse essere visto come punto di riferimento anche nel secondo sketch e si è quindi
proceduto alla creazione di 2 cerchi concentrici centrati nell’estremo del segmento
convertito: i diametri di tali cerchi sono corrispondenti con quelli del giunto da realizzare.
Utilizzando la funzione sweep si è indicata l’area compresa tra i due cerchi concentrici come
la superficie ed il quarto di cerchio sul piano perpendicolare come percorso creando così il
modello finale della curva a 90° fornita delle specifiche richieste per il tipo di pompa da
realizzare.
4) Flangia a 4 fori:
Prendo i dati sempre dal catalogo in 2D relative alle esigenze funzionali dell’assemblaggio
si è creato questo elemento partendo da uno sketch sul piano frontale in cui cono stati creati
3 cerchi di cui quello interposto tra il maggiore ed il minore è stato reso costruttivo, si è
Filtro ad Y Valvola di ritegno
Valvola a farfalla
Pompa motrice BM
40 Wilo
raggio di curvatura e
cerchi diametri
Sweep a formare il
raccordo
11. dunque creata una center line passante per l’origine. Nell’intersezione tra la center line ed il
cerchio costruttivo si è centrato un altro cerchio di diametro pari a quanto indicato nel
catalogo, sarà il filetto in cui si andranno a fissare i bulloni. Essendoci quattro fori si è
selezionato il cerchio appena creato ed utilizzando la funzione circular pattner (riproduzione
circolare) impostata su 4 elementi su 360° con egual spaziatura tra gli elementi si sono creati
i cerchi corrispondenti agli altri fori.
A questo punto è stata sufficiente un’estrusione, da cui sono stati esentati i quattro cerchi
rappresentati i fori, per un altezza pari allo spessore riportato sul catalogo della flangia ed il
componente risulta finito.
5) Giunto antivibrante:
La creazione di questo componente è stata in realtà l’assemblaggio di più parti, la prima è
una flangia ad otto fori per la cui realizzazione si è seguita la medesima procedura sopra
indicata con l’unica differenza che quando si è proceduto alla ripetizione circolare dei fori il
parametro inserito nella funzione è stato 8 e non più 4. Si è poi proceduto con la
realizzazione del modello della gomma del giunto antivibrante la quale non è in catalogo la
gomma del giunto in quanto ciò che viene indicato è solamente la distanza tra le due flange.
Sapendo il diametro interno del condotto e lo spessore delle falange si è proceduto a creare
un elemento con la forma della gomma del giunto ed un ingombro paragonabile con quello
di tale elemento. La procedura usata su Solidworks è stata la seguente: si è eseguito uno
sketch tracciando una center line passante per l’origine ed una linea ad essa parallela ad una
distanza pari al raggio della condotta e con la lunghezza pari alla gommatura. Si è quindi
ipotizzato un raggio di curvatura della gomma verosimile a quello reale realizzando ad
un’altezza consona la ripetizione del semicerchio pari alla sagomatura di tale raggio. Sono
stati però lasciati degli spazi senza sagomatura della gomma pari allo spessore delle due
flange. E’ stata quindi utilizzata la funzione revolve extrude “estrusione in rivoluzione”
utilizzando la center line come centro di rotazione della figura creata ed è stata quindi
realizzata la gommatura del giunto.
Come ultima parte si è dunque proceduto alla creazione dell’assieme finito del giunto
utilizzando la modalità Assembly di Soliworks si sono inserite due flange da otto fori e la
gommatura, si è dunque utilizzato il comando “mate” dando come parametri la superficie
Creazione cerchi e ripetizione circolare dei 4
fori della flangia
Flangia a 4 fori
ultimata
Flangia ad otto fori
Gommatura del giunto e traccia dell'estruzione con rivoluzione. Si
possono notare gli spazi adibiti alla collocazione delle flange
12. esterna della zona della gommatura riservata alle flange e quella del diametro interno delle
flange stesse per dare un primo posizionamento agli oggetti per poi finalizzarli con un altro
comando mate tra gli estremi per fissare le flange alle proprie locazioni, l’ultima mate è stata
una concentric tra un foro della prima flangia ed uno della seconda di modo da garantire
l’allineamento tra essi.
6) Riduzione concentrica:
Per la realizzazione di questo pezzo ci si è serviti di uno sketch sul piano frontale in cui sono
è stata tracciata una center line, a distanza pari al raggio interno della conduttura si è
tracciato un segmento di lunghezza pari all’invito della riduzione, si è disegnato anche un
segmento pari al tratto discendente del condotto per poi finire con l’ultimo tratto rettilineo
della riduzione. Si è proceduto a chiudere la figura disegnando entità parallele a quelle
tracciate ad una distanza pari allo spessore dell’oggetto, come ultimo cosa si è provveduto a
smussare gli angoli utilizzando la funzione Sketch fillet “raccordo nello sketch” con un
raggio di raccordo consono. Una volta ottenuto il profilo della riduzione a debita distanza
dalla center line si è provveduto ad un revolve “estrusione in rivoluzione” con la center line
come centro di rotazione e ottenendo dunque il pezzo semifinito, come ultimo cosa si è
proceduto alla realizzazione di smussi con l’opzione Chamfer.
7) Riduzione eccentrica:
Per la creazione di questo componente è stato effettuato il seguente procedimento: si è
iniziato effettuando uno sketch sul piano superiore in cui sono stati creati i due cerchi
concentrici centrati nell’origine con diametri pari a quelli interno ed esterno della riduzione
nella parte più piccola. Si è proceduto dunque alla realizzazione di un piano ausiliario in
parallelo a quello utilizzato per il primo schizzo ad una distanza pari alla lunghezza del
tratto inclinato della riduzione. In tale piano si è creata un center line passante per l’origine,
su tale linea, ad una distanza pari alla differenza tra i raggi dei due cerchi è stato segnato un
punto che è stato utilizzato come centro dei due cerchi rappresentati il diametro esterno ed
interno della parte più larga della bocca della riduzione.
Giunto
completo
assemblato
Vista dello sketch della riduzione concentrica in cui si
può notare la ceneter line e l'area chiusa del profilo del
raccordo
Vista dell'estrusione circolare attorno alla center line che
origina il prodotto finito
13. Una volta creati i due cerchi eccentrici su due piani diversi si è utilizzata la funzione loft per
unire i cerchi corrispondenti ai diametri esterni della riduzione ed in seguito un taglio loft
con referenza i diametri interni per aprire il foro necessario all’interno della giunzione.
Come ultima cosa si è provveduto ad estrudere in modo rettilineo i due estremi delle bocche
della riduzione per fornirla della lunghezza richiesta.
8) Piccolo tratti di tubature di collegamento e distanziali:
Come ultima parte dell’assemblaggio del gruppo pompe (escluso il collettore il quale verrà
creato in seguito) si è proceduto alla creazione di piccoli tratti di condotta utilizzate sia come
collegamento tra i componenti che come distanziali.
Per la loro creazione si effettuato uno sketch sul piano superiore in cui sono stati raffigurati
due cilindri concentrici il diametro uno pari al diametro nominale della tubatura l’altro a
distanza pari allo spessore di essa. Sono si è poi proceduto alla creazione dei pezzi finiti
mediante estrusione, creando vari pazzi al variare dell’altezza dell’estrusione.
Assemblaggio pompa riscaldamento:
Una volta create tutte la varie componenti del gruppo di pompaggio si è quindi proceduto ad
assemblarle l’elemento finito.
Lavorando nella modalità assembli si è proceduto ad importate tutte le componenti sopra citate e
ad assemblarle. Le mates più frequentemente utilizzare sono state la concentricità per allineare
le tubature ed il parallelismo tra le superfici delle componenti di modo da poter dare la giusta
orientazione ai pezzi. Tra tutte il motore della pompa BM 400 Wilo è stata la struttura che da
Scketch della riduzione eccentrica.
bocca inferiore e superiore
Vista
dall'alto
della
riduzione
dopo
l'estrusione
loft
Riduzione eccentrico completa,
dopo il taglio loft e l'estrusione
delle parti rettilinee
Esempi di collegamenti di
giuntura e distanziali
14. subito è stata pivottata al piano rappresentate il pavimento ed ha costituito il punto di partenza
per le varie catene di relazioni che hanno permesso la sistemazione delle componenti.
Partendo dalla pompa motrice si sono inserite le componenti in questo ordine.
Verso destra: flangia di fissaggio, la riduzione eccentrica in ingresso alla pompa, tubatura di
collegamento, curva a 90°, flangia di fissaggio, giunto antivibrante, doppia flangia fissaggio,
filtro ad Y, flangia e valvola a farfalla Sylax.
Verso l’alto: flangia fissaggio, riduzione concentrica, tubatura distanziale, flangia, giunto
antivibrante, valvola di ritegno, doppia flangiatura, tubatura distanziale e valvola a farfalla
Sylax.
Da aggiungere in oltre che sopra alle due valvole Sylax sarà posto, in un ulteriore assemblaggio
un altro piccolo segmento di tubatura distanziale.
Altri componenti dell’impianto all’interno del container:
1) Accumulatore a stratificazione 2200 l:
Per la creazione del modello rappresentate il volume occupato da questo elemento si è
proceduto effettuando uno sketch sul piano frontale tracciando prima una center line
dopo di che un rettangolo avente come altezza quella dell’accumulo e come larghezza il
raggio di tale cilindro comprendente l’ingombro dell’isolante. Un lato lungo del
rettangolo è stato fatto coincidere con la center line ed è quindi stato utilizzato il
comando estrusione in rivoluzione per creare il cilindro del raggio e altezza giusti.
Come ultimo passo sono stati praticati dei fori mediante il comando taglio estruso di
forma circolare coincidenti con gli attacchi delle tubazioni dell’accumulatore
Primo assieme di un
gruppo di pompaggio, da
sottolineare il fatto che la
lunghezza delle tubature
distanziali e di
collegamento è variabile
e sarà decisa con
precisione una volta
avuti tutti gli elementi
situtati all'interno del
container al fine di
ottimizzare gli spazi il più
possibile garantendo
però un idoneo
funzionamento
accumulatore dotato
dei fori coincidenti agli
attacchi delle tubature
15. 2) Caldaia Froeling T4:
Per creare il modello semplificato dell’esterno di tale caldaia si è ricorso ai modelli
planimetrici di Autocad forniti dall’azienda produttrice, si sono così potute ricavare
informazioni sugli ingombri principale della carcassa esterna, l’apertura della porta del
vano e gli attacchi per le tubature ed il camino di sfiato.
Si è iniziato con l’estrusione di un rettangolo di area pari all’area occupata dalla caldaia
ottenuta dalle proiezioni ortogonali. In seguito sulla faccia della carcassa è stata praticata
un’ulteriore estrusione rettangolare di una lunghezza pari allo sportello della caldaia
aperto di modo da poter tenere agilmente conto di tale ingombro. Il seguente passo è
stato effettuare estrusioni circolari e rettangolari nel lato posteriore e superiore della
caldaia corrispondenti alle predisposizioni per gli attacchi ed il camino di sfiato. Come
ultima cosa si è proceduto a smussare gli angoli e creare una scritta in rilievo indicante il
nome della caldaia per renderne immediata l’identificazione.
Come ultima cosa va aggiunto che sono stati creati due modelli delle caldaie uno con
l’apertura a sinistra (riportato sopra in figura) ed un’altra con l’apertura a destra
replicando così le caratteristiche degli sportelli dei due elementi scelti nel progetto.
3) Vaso di espansione 600 l:
La creazione di quest’ultimo componente è stata caratterizzata dall’effettuare uno sketch
sul piano superiore di un cerchio di raggio pari al raggio del vaso d’espansione ed
un’estrusione di quest’ultima figura per un’altezza debita reperita nel catalogo. Come
ultimo passo stato cambiato il colore e la trasparenza di tale elemento rendendolo
azzurro trasparente. Tale cambiamento è stato effettuato solamente allo scopo di
agevolare l’identificazione di tale oggetto.
Modello vaso di
espansione reso di colore
azzurro trasparante
16. 4) Volano Pacetti 2500 l:
Per lo sviluppo del modello cad di questo componente è stata sfruttata molto la
caratteristica geometrica di tutto l’oggetto di essere simmetrico rispetto all’asse
verticale.
Per primo è stato creato un sketch sul piano frontale in cui è stato tracciato un rettangolo
con altezza pari all’altezza della parte cilindrica del volano e larghezza pari al raggio di
tale parte, successivamente si è proceduto a disegnare due archi di circonferenza partenti
dall’estremo destro superiore ed inferiore del rettangolo di raggio pari alle bombature del
volano. Si è poi proceduto a chiudere la figura con altri segmenti rettilinei come mostra
la prima figura. Concluso lo sketch è stato utilizzato il comando estrusione in
rivoluzione attorno ad un asse appositamente creata coincidente con il lato sinistro della
figura disegnata venendo così a creare una prima forma del volano.
Per creare i supporti di appoggio dell’oggetto ci si è forniti di uno sketch sempre sul
piano frontale. Utilizzando il comando converti entità si è usata la linea creata dalla
superficie inferiore della parte cilindrica e si è creato lo schizzo della geometria dei
supporti. Ultimato i disegno si è proceduto ad estruderne l’area in entrambe le direzioni
per una lunghezza pari a quella estrapolata dai dati nel catalogo.
Ultimo punto della creazione dell’oggetto sono state delle estrusione circolare lungo la
superficie laterale di spessore e diametro corrispondete agli attacchi per le tubature.
Creazione del collettore pompa di circolo:
Questo è un componente essenziale che verrà realizzato direttamente dalla Plurigest e sarà
oggetto di prove per determinarne la lunghezza migliore come compromesso di spazio
all’interno del container e funzionalità dell’oggetto.
Data la variabilità di alcune dimensioni del collettore si è pensato di sfruttare l’opzione
equazione di solidworks ed inserire delle grandezze sotto forma di parametro in particolare la
lunghezza del collettore. Le altre lunghezze variabili saranno poi riferite a tale parametro e
quindi semplicemente modificando un valore sarà possibile ridimensionare automaticamente
l’intero elaborato.
sketch inizialedel
volano in cui si può
notare la figura
rettangolare, il
raggio del cerchio
delle bombature e
l'asse attorno alla
quale è stata
effettuata
l'estrusione
rappresentata in
marrone
In blu lo schizzo degli
appoggi, in giallo
l'estrusione ed in grigio il
componente
precedentemente creato
17. Per prima cosa si è creato uno sketch sul piano frontale con la lunghezza del collettore come
parametro e le dimensioni delle bombature con un procedimento simile a quanto riportato nella
creazione del volano. Si è chiusa la prima figura con l’estrusione circola attorno ad un asse
appositamente creata.
Secondo step dell’elaborazione del collettore è stata la creazione di un piano ausiliario parallelo
a quello superiore a distanza debita sul quale sono stati tracciati i profili degli attacchi dei
collettori e sono stati resi dipendenti dalla variabile lunghezza. Tali profili sono stati poi estrusi.
Come ultimo step è stato effettuato un taglio estruso all’’interno dei cilindri appena creati per
creare i fori di attacco.
In alto a sinistra il primo schizzo del collettore con la variabile lunghezza inserita, a destra lo
sketch sul piano ausiliario in cui sono stati inseriti tutti i parametri costruttivi necessari. In basso
al centro un’immagine del collettore completo.
Creazione collettore pompa di riscaldamento:
Per questo componente la procedura eseguita è stata la medesima dell’altro collettore, la
differenza sta nelle misure e nel numero di attacchi per il gruppo pompe.
Creazione assemblaggio pompe di circolo e riscaldamento:
Avendo pronti tutti i pezzi è venuto il momento di unire il gruppo di pompaggio
precedentemente creato ed assemblato ai collettori. Sono due le tipologie di pompe presenti
18. nella centrale termica quelle per l’adduzione dell’acqua calda al riscaldamento e quelle per il
flusso ed il circolo dell’acqua sanitaria.
Per creare gli assemblaggi si è ricorso alla modalità assembly di soldworks e si sono uniti i
gruppi di pompaggio ai collettori mediante mates di concentricità e di complanarità. Si sono
venute così a delineare le componenti finite da inserire all’interno dei containers.
In alto l’assemblaggio finito del gruppo di pompaggio del riscaldamento mentre in basso quello
dell’acqua.
8.3 Realizzazione del layout e dei disegni costruttivi:
Avendo preparato tutte le parti costituenti la centrale termica si è passati ad un primo
posizionamento dei componenti all’interno di tali containers per lo studio di un layout che
permettesse un risparmio di spazio, agibilità in caso di manutenzione e rispetto dei franchi di
sicurezza richiesti dai vari componenti. In questa fase si è rivelata particolarmente utile l’aver
adottato un modello computerizzato in 3D in quanto è stato possibile consultarsi con l’ufficio
tecnico e concordare una disposizione e delle dimensioni ottimali dei collettori in modo efficace e
chiaro.
Si è proceduto alla creazione di un ultimo elaborato in modalità assembly in cui sono stati inseriti i
containers e tutti gli oggetti che si trovano all’interno di essi. Ogni elemento è stato posizionato
nella propria posizione grazie all’utilizzo sia di accoppiamenti tra pezzi che di relazione tra le
componenti come la distanza tra una e l’altra. E’ stato questo il momento in cui si è potuto valutare
la corretta lunghezza del collettore delle pompe e quindi sviluppare un layout definitivo. Il poter
servirsi di un modello in 3D in cui grazie alle relazioni stabilite tra i componenti fosse possibile
cambiare un dato ed ottenere immediatamente il layout tridimensionale conseguentemente
19. modificato è stato, a detta dell’ufficio tecnico, un aiuto notevole ed ha portato un notevole risparmio
di tempo.
Sotto è riportata l’immagine dell layout completo.
Dopo aver constato e verificato il corretto posizionamento e dimensionamento di ogni componente
si è in fine passati alla messa in tavola e quotature delle singole parti e degli insiemi in disegno
costruttivi 2D e 3D di modo da poter semplificare e velocizzare le operazioni di messa in opera del
progetto. Per effettuare tale operazione è stato utilizzata la modalità drawing di solidworks.
In seguito vengono riportati gli elaborati grafici consegnati al capo cantiere.
20. 9 Conclusioni
Durante lo sviluppo del progetto è stato fin da subito chiaro le potenzialità dello sviluppo di un
modello 3D computerizzato e di grande versatilità nello sviluppo del palnt layout e nella
determinazione di elaborati grafici precisi e di facile interpretazione.
L’utilizzo di un software ha consentito di sviluppare il progetto in modo dettagliato già dalle fasi
preliminari e di evitare di incorrere in contrattempi durante la realizzazione fisica della centrale
termica. Senza tali tecnologie si sarebbe optato per una realizzazione direttamente in loco delle
componenti di carpenteria e dell’individuazione del layout ottimale il che, come è facile intuire
avrebbe portato ad un notevole impiego di tempo con anche il rischio di errore, oppure in
alternativa ci si sarebbe affidati a tecnologie cad 2D come Autocad (già utilizzato in azienda per la
determinazione di mappe topografiche o planimetrie) le quali però sono maggiormente macchinose
da utilizzare e richiedono molto tempo quando si tratta di disegnare particolari dettagliati di
componenti meccanici, in più il risultato sarebbe un disegno bidimensionale il quale non possiede la
stessa immediatezza e facilità di lettura di un modello in tre dimensioni.
Sono stati quindi portati benefici economici in quanto è stato ridotto il rischio di errore umano
fornendo tavole facilmente leggibili ed evitando la realizzazione per tentativi o misure in loco e
benefici in merito al tempo impiegato in quanto è stato possibile realizzare tutta la progettazione e
la simulazione all’interno di uno stesso edificio aziendale senza doversi spostare sul campo ed i
modelli realizzativi quotati dotati di immagini tridimensionali garantiscono una facilità di
comprensione a tutti i livelli assicurando così un lavoro più indipendente dei carpentieri e meno
impegno per il capocantiere che si è visto sollevato dall’onere di fornire molte delucidazioni in
merito ai costruttivi.
21. L’esperienza di tirocinio è stata significativa ed importante sia per la mia esperienza personale ma
anche per il personale aziendale in quanto sono stati messi a conoscenza dei possibili benefeci che è
possibile trarre da un investimento nelle tecnologie CAD 3D e dall’impiego di una persona
impiegata nello svolgere tale mansione.
10 Ringraziamenti
Sono molto felice di aver di aver avuto la possibilità di fare un’esperienza di lavoro in azienda
affrontando per la prima volta problemi dell’ordine pratico legati alla vita reale di un’attività di
progettazione e realizzazione di impianti. E’ stato per me possibile mettere in atto quelle
competenze e conoscenze teoriche che mi erano stati fornite nel corso di questi anni al Politecnico e
poter constatare come abbiano potuto giovare ad un’attività imprenditoriale reale è assolutamente
appagante.
I miei ringraziamenti più speciali vanno dunque a chi ha reso possibile che questa esperienza fosse
realizzata: all’azienda Plurigest che mi ha dato fiducia ed i cui soci mi hanno accolto ed integrato
per tutta la durata del tirocinio, e che sento aver contribuito molto alla mia formazione personale e
professionale. Un altro ringraziamento sentito va al Professor Umberto Lucia la cui efficiente
disposizione nella compilazione e l’invio dei moduli è stata fondamentale per permettere l’inizio del
tirocinio in tempo ed il cui aiuto e suggerimenti sono stati basilari per la creazione della tesi.