L’eccellenza svizzera nell’orologeria e nella meccanica d’arte è ora iscritta nella Lista rappresentativa del patrimonio culturale immateriale dell’umanità.
L’industria orologiera svizzera è un’industria all’avanguardia, con molte invenzioni e primati mondiali al suo attivo. L’azienda è stata fondata a Ginevra a metà del XVI secolo e la città ha rapidamente acquisito una reputazione di eccellenza nell’orologeria.
Continua a promuovere le migliori competenze orologiere in occasione di fiere di fama mondiale come Watches and Wonders e EPHJ.
È naturale che DAES segua questa tradizione di eccellenza e offra i suoi servizi di ingegneria orologiera: dall’analisi meccanica lineare delle molle, allo studio CFD dei flussi d’aria a contatto con elementi pendolari, passando per studi di caccia, urti, analisi dinamica e vibrazioni, i nostri ingegneri esperti in calcolo numerico supportano la R&S dei progetti orologieri.
L’orologio da polso ricorda costantemente a chi lo indossa il suo bene più prezioso : il tempo ! Scegliete per chi o per cosa spenderlo, con un occhio di riguardo alla qualità, alla durata, alla precisione e a lasciare un’impronta duratura.
L’orologeria svizzera ha mantenuto per secoli la sua posizione di leader del mercato mondiale. È conosciuta e riconosciuta per il suo dinamismo e la sua creatività, sempre in grado di affrontare nuove sfide tecnologiche, economiche e di altro tipo.
Tra le sue numerose invenzioni e novità mondiali vi sono il primo orologio da polso resistente all’acqua, l’orologio da polso più piatto del mondo, l’orologio da polso più piccolo del mondo e molti altri…
Le tecniche di simulazione possono essere utilizzate per virtualizzare complicazioni, sistemi e altri elementi miniaturizzati. Sono un aiuto prezioso per il successo dei vostri progetti di R&S e di design.
Il direttore tecnico di DAES è alla base dell’introduzione delle capacità informatiche nel settore dell’orologeria. Ha partecipato al primo grande progetto informatico e ha formato molti ingegneri del settore. Oggi continuiamo a lavorare con gli orologiai su questioni informatiche all’avanguardia, portando la simulazione digitale a monte del processo di progettazione. Grazie alla simulazione, si possono immaginare progetti sempre più audaci senza compromettere il risultato finale. Ciò rende il processo di ingegnerizzazione di questi oggetti complessi sempre più efficiente, soprattutto dal punto di vista della qualità e dell’affidabilità, evitando errori di dimensionamento che non verranno rilevati se non tardivamente nelle fasi di test, o addirittura quando l’orologio è al braccio del cliente.
Dimensionamento delle molle con ANSYS mechanical
Un elemento finito
calcolo agli elementi finiti
calcolo agli elementi finiti
viene utilizzato per calcolare le forze o le deformazioni delle molle. Questo tipo di studio viene utilizzato per verificare le dimensioni complessive o le condizioni funzionali della molla. La facilità di modellazione in 3D o 2D rende semplice l’implementazione di modifiche geometriche per raggiungere, ad esempio, il valore di sforzo desiderato. Da questi semplici calcoli si possono estrarre molti dati, come ad esempio, nel caso di una molla a spirale, lo spostamento del baricentro della molla durante la rotazione, che può essere tracciato e utilizzato in altri calcoli.
Simulazione di caccia
Lo chassage è una tecnica di assemblaggio in cui i 2 elementi sono assemblati con la forza. Nell’industria orologiera, diversi componenti vengono assemblati in questo modo: lancette, ingranaggi e altre parti con albero rotante, guarnizioni e cristalli o fondelli di orologi. Per stimare la forza di assemblaggio e verificare la resistenza meccanica, è possibile effettuare una calcolo meccanico. È necessario tenere conto del comportamento del materiale e dell’intervallo in cui vengono esercitate le forze: deformazione puramente elastica e/o plastica, materiale iperelastico, ecc. Sia che si tratti di aghi o di giunti, ad esempio, l’azionamento può essere simulato, consentendo di verificare le forze necessarie per l’assemblaggio e l’integrità strutturale sia del componente azionato che delle parti circostanti. Si possono utilizzare altri criteri, ad esempio per verificare l’impermeabilità dell’orologio in caso di rottura della guarnizione.
Studio dell'impatto di una caduta
Come nel caso di un crash test automobilistico, si possono utilizzare strumenti di simulazione numerica come LS-DYNA o ABAQUS per stimare le conseguenze della caduta di un orologio da diverse altezze. La caduta può essere studiata per diversi componenti, come il cristallo, la carrure o il meccanismo interno. È anche facile adattare i materiali per vedere come un guasto può essere risolto scegliendo un materiale più resistente o più duttile.
Questo tipo di calcolo, l’analisi dinamica, può rappresentare un orologio in caduta (nel qual caso si possono considerare diversi angoli) o un test del pendolo di pecora in conformità con gli standard NIHS. In ogni caso, è possibile verificare le sollecitazioni dei vari componenti, garantendo l’integrità dell’orologio in caso di caduta.
Prova di trazione e torsione su un orologio e sul suo bracciale
Un test tipico dell’orologeria consiste nel verificare la resistenza alla trazione e alla torsione del cinturino e dell’orologio, in particolare del cinturino della cassa e del suo collegamento al cinturino. Si possono quindi utilizzare tecniche di modellazione simili a quelle impiegate per gli studi sulle cadute citati in precedenza: analisi dinamica con LS-DYNA.
La complessità di questi studi risiede nell’elevato numero di gradi di libertà dell’assemblaggio. Ogni maglia del bracciale viene presa in considerazione e aggiunge gradi di libertà (DoF) che il software deve elaborare. Inoltre, vengono presi in considerazione e modellati i perni, i punti di rotazione e ogni contatto, il che comporta lunghi calcoli non lineari. Questo tipo di calcolo richiede un grande know-how per ottenere risultati coerenti con la realtà fisica, consentendo al contempo ai modelli di convergere numericamente in tempi ragionevoli.
Calcolo delle complicazioni dell'orologio
Le complicazioni sono il cuore dell’ingegneria orologiera. L’obiettivo è creare un meccanismo puramente meccanico che sfrutti ancora l’energia della molla del bariletto, il motore dell’orologio, che può essere ricaricato dall’energia potenziale della gravità nel caso della carica automatica. L’energia accumulata viene utilizzata per garantire l’isocronia del meccanismo e per animare un quadrante per i giorni della settimana, i mesi dell’anno o il giorno e la notte, a seconda delle complicazioni del sistema.
La dissipazione di questa energia immagazzinata deve quindi essere ottimizzata. Grazie alla competenza dei nostri ingegneri e a strumenti all’avanguardia (come LS-DYNA, ANSYS, ecc.), è possibile modellare questi meccanismi e prevederne il funzionamento. Questo è il laboratorio virtuale della vostra impresa allargata! Valutando le forze di attuazione con calcoli a corpo rigido o flessibile, è possibile valutare la dinamica completa di meccanismi complessi, tenendo conto di giochi e altre imperfezioni geometriche. Le forze di azionamento possono essere valutate utilizzando calcoli a corpo rigido o flessibile, e la dinamica completa di meccanismi complessi può essere valutata.
Le nostre simulazioni digitali non si limitano a fornire un risultato, ma offrono una visione interna di ciò che i vostri pezzi subiscono durante le varie modalità operative a cui sono sottoposti.
In passato si facevano un po’ di calcoli, molti test e prototipi… oggi possiamo realizzare più prototipi virtuali e un solo test.
CFD in un orologio puramente meccanico
È stato detto che l’orologeria è come la Formula 1 in un modo molto piccolo! Sì, le forze resistive causate dall’attrito viscoso hanno un impatto sul movimento delle parti. È quindi importante tenerne conto. Nella progettazione dei movimenti, la riduzione dell’attrito è una ricerca costante. L’aria contenuta negli orologi provoca un attrito viscoso che aumenta le forze resistive e quindi influenza l’isocronia del meccanismo. Gli studi CFD possono essere utilizzati per stimare le forze associate a questo tipo di attrito.
Materiali avanzati e modellazione
Una delle chiavi della competenza degli ingegneri DAES è l’uso di una modellazione avanzata dei materiali. Il comportamento di un metallo prezioso come l’oro e quello di una ceramica sono completamente diversi. Questi due esempi sono i più semplici da trattare, perché molto spesso alcuni materiali hanno comportamenti molto più complessi, come i giunti iperelastici. La loro integrazione nelle simulazioni, la giusta scelta del modello di materiale e i criteri di post-elaborazione associati sono quindi fondamentali per ottenere i risultati più rilevanti.
Ottica del ghiaccio
La geometria del cristallo può influire notevolmente sulla visione del quadrante e quindi sul comfort dell’utente. Utilizzando calcoli dedicati, è possibile verificare l’immagine del quadrante percepita dall’occhio per diverse geometrie e posizioni dell’utente.
Campo elettromagnetico rimanente
Oggi siamo circondati da un campo elettromagnetico creato dall’uomo. A seconda dei materiali scelti per i componenti dell’orologio, può comparire un campo remanente dopo che il campo circostante è scomparso. Tuttavia, un campo magnetico provoca sollecitazioni sui componenti che possono influire sulla precisione dell’orologio. È possibile impostare un’analisi FE per stimare questo campo di riemersione e le sollecitazioni risultanti.
L'orologeria ha il dovere di essere responsabile (CSR)
L’orologeria è un sapiente equilibrio tra modernità e tradizione. La tipologia dei clienti si sta evolvendo e negli ultimi anni è diventato fondamentale rispondere all’origine dei materiali, all’uso di materiali riciclabili o riciclati, alle pelli vegetali…
La CSR si esprime sempre più “intorno al prodotto” in termini di packaging, gestione dell’energia nelle fabbriche, modalità di approvvigionamento dei metalli preziosi, compensazione dell’impronta di carbonio, rapporti con i fornitori, ecc.
Le applicazioni dell’orologeria vengono naturalmente trasferite all’ingegneria biomedica per aiutare l’industria medtech a sviluppare e progettare dispositivi medici innovativi per la medicina curativa, preventiva o predittiva.