Simulation Driven Design: Toucan Beak
Aidro – Desktop Metal Company I Tommaso Tirelli Elementi chiave dell’idea/problema: Progettazione e produzione di ispirazione biologica Scambiatori di calore (HX) con strutture a microcanali prodotti con additivi metallici (AM), progettati attraverso l’ottimizzazione topologica multidisciplinare e simulazione di Machine Learning (AI) abilitata da computer ad alte prestazioni. Risultati Soluzioni HX altamente efficienti, a basso peso ea bassa impronta di carbonio, attraverso un processo di progettazione avanzato molto innovativo. Inventario digitale e disponibilità alla produzione distribuita tramite AM. Aumenta l’efficienza energetica per i sistemi esistenti senza modifiche al layout del sistema o per i pezzi di ricambio.
Obiettivi
migliorare lo scambio termico, ridurre le perdite di carico, ridurre peso e spazio, su una soluzione LPBF stampabile.
Opportunità di mercato e di business
HX EU Valore di mercato*: 1,8 miliardi di dollari (2015), 4,5 miliardi di dollari (2027), CAGR 12,1% (2020-2027). Redditività guidata da soluzioni con alto grado di personalizzazione e flessibilità per applicazioni di fascia alta; estensione del core business dei partner (*fonte: Grand View Research, Inc)
Partenariati
Progetto R&I co-finanziato (UE: 3DP Pan, FF4EuroHPC / Governo italiano: CIM4.0, MADE). Partner: Optimad Ingegneria, EOS GmbH, CINECA
avanzate soluzioni ottimizzate per l’additivo Prodotto leggero e altamente efficiente scambiatori di calore
Bio-inspiration
Il Tucano becco è:
Leggero ma rigido, grazie alla porosità controllata e variabile (Nature’s Topological Optimization)
Integra più funzioni, incluso uno scambiatore di calore vascolare controllabile
Design
Approccio altamente innovativo. Ottimizzazione topologica multidisciplinare con strumenti di simulazione avanzati, Machine Learning e implementazione di computer ad alte prestazioni. Superficie maggiorata a parità di volume e porosità controllata = aumento dell’efficienza termica e soluzione leggera.
La produzione di
Laser Powder Bed Fusion consente di produrre strutture complesse a microcanali. Disponibilità per l’inventario digitale e la produzione distribuita, ovvero in prossimità del sito dell’utente finale con tempi di consegna estremamente brevi. Consente l’integrazione di più funzioni in un’unica parte.
Porosità variabile
= Variazione di frequenza del giroscopio, per indirizzare i fluidi in tutto il volume disponibile e aumentare lo scambio termico.
