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progettare
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OTTOBRE
2017
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Creato dagli specialisti di simu-
lazione di AltaSim Technologies,
HeatSinkSim è uno strumento
computazionale all’avanguardia,
che fino a poco tempo fa sareb-
be stato impossibile sviluppare in
tempi realistici e competitivi. L’in-
terfaccia user-friendly dell’App dà
la possibilità, a chiunque desideri
ottimizzare il progetto di un dissi-
patore per l’elettronica di potenza,
di sfruttare le capacità offerte dalla
modellazione multifisica e dalla
prototipazione virtuale. Le App di
simulazione sono importanti per
qualsiasi processo di sviluppo di
un prodotto o qualsiasi attività di
progettazione, possono aiutare a
risolvere i ‘colli di bottiglia’ nel
flusso di lavoro delle grandi società
e offrono possibilità di progetta-
zione su misura a piccole società
e startup, che spesso non riescono
a inserire nello staff ingegneri spe-
cializzati nella simulazione.
“Se vogliono cambiare il futuro e
dominare il mercato, sia le grandi
società sia le startup devono sosti-
tuire i tradizionali strumenti di pro-
gettazione con qualcosa di diverso,
predittivo e capace di rappresenta-
re il mondo reale. La modellazione
multifisica e le App di simulazione,
come HeatSinkSim, sono gli stru-
menti che renderanno possibile e
detteranno il passo all’innovazio-
ne tecnologica, spiega Jeff Crom-
pton, co-fondatore e responsabile
di AltaSim. Attraverso il racconto
e l’approfondimento di esperienze
professionali, questo articolo vuole
offrire delle linee guida sul piano
pratico, ma anche l’ispirazione per
avviarsi verso un lavoro di proget-
tazione guidato dalla simulazione,
che sia capace di ridurre i costi di
sviluppo e il time to market.
Innovazione del prodotto
Con le App di simulazione, il per-
corso per integrare la simulazione
nel processo di progettazione di un
prodotto si semplifica e il costoso
sistema di prototipazione ‘trial and
error’ viene superato. Per esempio,
consideriamo gli obiettivi comuni
alla progettazione di dissipatori e
all’ottimizzazione dell’elettronica di
potenza e analizziamo, successi-
vamente, come è stata sviluppata
e utilizzata l’App HeatSinkSim per
raggiungere e superare questi o-
biettivi. Anche chi non lavora in
modo specifico sulla progettazione
di dissipatori potrà applicare senza
difficoltà ad altri prodotti o processi
i metodi e il flusso di lavoro che de-
scriveremo. In questo esempio, lo
scopo ultimo è la consegna tempe-
stiva di prodotti e servizi di alta qua-
lità al mercato, grazie all’affidabilità
sul lungo periodo dell’elettronica di
potenza che controlla quei proces-
si automatizzati di produzione dai
quali hanno origine tutti i beni di
consumo. Quando sono richieste
rese produttive più elevate, le esi-
genze di una migliore performance
dei dispositivi elettronici insieme
alle dimensioni sempre più pic-
cole dei componenti comportano
una maggiore densità di potenza e
temperature di funzionamento più
elevate, cosa che può compromet-
tere la continuità del lavoro.
Per impedire che temperature di
esercizio più elevate riducano l’af-
fidabilità dei sistemi di controllo sui
processi di produzione, è necessa-
rio raffreddare i componenti elet-
tronici attraverso la dissipazione
passiva del calore e la convezione
naturale. Nei circuiti stampati ven-
gono quindi integrati dissipatori
insieme ai componenti elettronici,
nella foto di apertura. Il progetto
del dissipatore utilizza una schiera
di alette per aumentare la superfi-
cie disponibile per la dissipazione
di calore. Quantità, dimensioni,
distanza e conducibilità termica
delle alette, per esempio, sono tutti
fattori che influenzeranno le per-
formance del dissipatore rispetto
a una certa potenza applicata. In
sostanza, quando si ottimizza il
progetto di un dissipatore ci so-
no diverse variabili da tenere in
considerazione per assicurarsi che
i componenti elettronici rimanga-
no ben al di sotto della massima
temperatura di esercizio. Ma qual
è il modo migliore di ottimizzare il
progetto di un dissipatore tenendo
conto di tutte le variabili coinvolte?
Abbattere i costi
Sebbene, per assicurare un’alta
qualità, la prototipazione fisica
abbia e continui a mantenere un
ruolo fondamentale nel ciclo di
progettazione di un prodotto, la
prototipazione virtuale con la si-
mulazione multifisica abbatte in
modo significativo il tempo e i costi
associati al processo, perché riduce
il numero dei prototipi richiesti e
Jeff Crompton, responsabile e co-fondatore
di AltaSim Technologies.