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Optibike: Diseño y optimización de bicicletas de materiales compuestos ligeros y resistentes
Nombre organización: IDEC.
Otras organizaciones participantes

Noesis Solutions.

University of Turin.

ARCTUR.

Fuente de financiación:

Comisión Europea Horizonte 2020.

Tipo de problema / sector: Estructural.

Aplicación: Cloud-Simulación.

Empresa:

IDEC es una pyme dedicada a la ingeniería de materiales compuestos y nuevos materiales. Su principal fortaleza es el desarrollo e industrialización de estructuras compuestas avanzadas con tecnología de resinas de moldeo por transferencia. NOESIS es un socio colaborador de ingeniería belga. UNITO, universidad de Turin, proporcionó experiencia en HPC con NOESIS para un mejor rendimiento. ARCTUR es un centro esloveno de HPC.

Reto:

Las estructuras de materiales compuestos, y especialmente aquellos que incorporan fibra de carbono, son mucho más complejas que las aleaciones metálicas isotrópicas, puesto que requieren un desarrollo más prolongado, amplios conocimientos y perfeccionamiento. La construcción de prototipos para evaluar varias configuraciones puede tardar años en obtener una estructura óptima, lo que es, por supuesto, no asumible económicamente. Las simulaciones numéricas pueden reducir significativamente el tiempo y esfuerzo necesarios, pero las herramientas de software de modelado y las infraestructuras HPC constituyen una gran inversión y exigen solucionar problemas de optimización con cientos de parámetros que requieren personal de ingeniería altamente cualificado.

Solución:

El experimento OptiBike se centra en proveer a las pymes con un servicio fácil de utilizar para optimizar la configuración de las capas de material compuesto que tenga un componente, proporcionando en un margen de tiempo razonable la mejor orientación de capas en cuanto a rendimiento, dentro de las limitaciones de fabricación. Para acelerar el proceso, este servicio está basado en infraestructura cloud-HPC y se beneficia de algoritmos de machine learning para aprovechar y mejorar el conocimiento sobre rendimiento y fabricabilidad. El servicio OptiBike, una vez que ha definido la mejor configuración en cuanto a rendimiento, permite analizar la robustez del diseño optimizado en relación a la incertidumbre ligada a las tolerancias de fabricación. La aproximación es validada en un caso de uso que incluye la simulación de tensiones y deformaciones en un cuadro de bicicleta hecho con material compuesto.

Beneficio:

La solución OptiBike produce una reducción del 80% en tiempo de diseño y optimización de una bicicleta, algo que actualmente eso puede llevar 8 meses. Además, reduce un 75% el número de prototipos manufacturados. Con este flujo de trabajo IDEC puede diferenciarse de la competencia pese a sus recursos limitados, algo particularmente relevante en sectores volátiles tales como la fabricación de bicicletas de competición. El menor tiempo de desarrollo permitirá también a IDEC reaccionar de manera más rápida a modificaciones del diseño que provengan tanto del cliente como de un departamento interno.
Por otra parte, NOESIS podrá ofrecer este servicio de optimización de materiales compuestos a clientes que busquen una solución de uso general para sus componentes hechos de materiales compuestos. Además, la metodología en la que este servicio está basada enriquece la oferta de servicios de ingeniería que ofrece NOESIS y podrá atraer clientes que estén buscando una solución a medida para componentes hechos de materiales compuestos de gama muy alta.
Beneficios:
1. Reducción en el tiempo de desarrollo un 80% y el número de prototipos físicos un 75%.
2. Ahorro de 45.000 euros por modelo de cuadro de bicicleta.
3. Tras el proyecto, IDEC espera 9 nuevos clientes en 5 años.

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