Sintavia, produttore statunitense specializzato in componenti aerospaziali realizzati tramite produzione additiva, ha progettato, simulato, validato e preparato alla stampa un complesso scambiatore di calore per l’aerospazio in circa due settimane, riducendo una tempistica tipicamente di diversi mesi. Il progetto ha portato a uno scambiatore caratterizzato da una riduzione del peso di circa il 30% e da un miglioramento dell’efficienza termica nell’ordine del 20%, dati particolarmente rilevanti per applicazioni aerospaziali in cui massa e gestione termica incidono direttamente su prestazioni e costi operativi.
Ruolo della GPU NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell
Per ottenere questi risultati Sintavia ha integrato nelle proprie workstation la GPU NVIDIA RTX PRO 6000 Blackwell Workstation Edition, affiancata da GPU NVIDIA per data center nei cluster HPC aziendali. Nei test interni, la GPU Blackwell ha eseguito una simulazione di trasferimento di calore coniugato con circa 30 milioni di celle in Simcenter STAR‑CCM+ e oltre 300 iterazioni in circa 7 minuti, rispetto a quasi 88 minuti su una CPU a 24 core, pari a un’accelerazione superiore a 11 volte e tale da consentire iterazioni quasi in tempo reale sulle geometrie e sui parametri di progetto.
Flusso di lavoro digitale: Simcenter STAR‑CCM+ e nTop
L’approccio adottato da Sintavia è basato su una progettazione guidata dalla simulazione, con un flusso di lavoro pienamente digitale che combina la fluidodinamica computazionale (CFD) in Siemens Simcenter STAR‑CCM+ con la modellazione implicita in nTop. Questo setup consente di generare strutture reticolari e canali complessi tipici degli scambiatori di calore additivi, mantenendo al contempo la capacità di modificare rapidamente parametri e condizioni al contorno senza sacrificare fedeltà di calcolo e requisiti di sicurezza per l’impiego in contesti aerospaziali ad alto rischio.
Carico di calcolo, memoria e vantaggi dell’architettura Blackwell
Il tipo di simulazione adottato – modelli multi‑circuito, geometrie complesse, centinaia di milioni di elementi nelle configurazioni più spinte – è tradizionalmente molto intensivo in termini di potenza di calcolo e banda di memoria, tanto da richiedere infrastrutture HPC con decine o centinaia di core CPU. Nella configurazione mostrata da Sintavia, la GPU NVIDIA Blackwell utilizza fino a oltre 80 GB dei 96 GB di memoria disponibile per gestire mesh da oltre 30 milioni di elementi, riducendo la necessità di distribuire i carichi su numerosi nodi e portando capacità di calcolo tipiche dell’HPC direttamente sulla workstation dell’ingegnere.
Validazione con CT e prove termofluidodinamiche
Lo scambiatore di calore sviluppato da Sintavia è stato sottoposto a un processo di validazione che combina tomografia computerizzata (CT) interna con prove termiche e di flusso a valle. La tomografia computerizzata consente di verificare lo spessore delle pareti, la continuità dei canali e l’assenza di difetti critici nelle zone di passaggio del fluido, mentre i test funzionali misurano la reale efficienza di scambio termico e le perdite di carico, confermando sul componente stampato in 3D i miglioramenti previsti dai modelli CFD.
Produzione additiva e applicazioni aerospaziali
Sintavia opera come produttore “all‑digital” di componenti per l’industria aerospaziale e della difesa, con un’attenzione particolare a sistemi termici e di alimentazione elettrica destinati ad aeromobili, applicazioni spaziali e sistemi avanzati di propulsione. Gli scambiatori di calore additivi sviluppati dall’azienda sfruttano leghe metalliche ad alte prestazioni e geometrie interne difficilmente ottenibili con metodi convenzionali, con l’obiettivo di ridurre peso e ingombro, aumentare l’efficienza e, allo stesso tempo, semplificare l’assemblaggio grazie a design monolitici.
Impatto sul processo di sviluppo e collaborazione con i partner software e hardware
Nelle dichiarazioni ufficiali, i responsabili di Sintavia sottolineano che la collaborazione con NVIDIA, Siemens e nTop rientra in una strategia di integrazione verticale che comprende software di progettazione, simulazione, produzione additiva, ispezione e collaudo. L’incremento di velocità delle simulazioni, unito alla possibilità di operare su modelli di grande complessità direttamente in ambiente locale, consente di ridurre in modo netto il tempo di attraversamento dalla definizione dei requisiti al componente validato, con potenziali benefici per cicli di sviluppo di nuove piattaforme aerospaziali e per l’adattamento rapido di scambiatori di calore ottimizzati a differenti profili di missione.
