Designer e calcoli

Posto un modello giusto per chiedere come può un designer sapere se ciò che progetta è dimensionato correttamente per l’uso che l’oggetto/prodotto deve svolgere.



Se non sbaglio Rhino serve anche a questo ma le competenze?
Analisi FEM? o FEA?

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Fin che parliamo di concept, si può usare Rhino per lo styling. Ma quando si deve ingegnerizzare un prodotto tecnico le competenze non sono qualcosa che si può improvvisare.
Negli ultimi vent’anni (da quando insegno Rhino) di aziende e realtà di nicchia ne ho girate moltissime e tutte con specializzazioni micro particolari con competenze condivise e mai incentrate in un unica persona.
Ho anche avuto contatti con produttori di bici e il discorso è analogo. A partire dai materiali utilizzati, se parliamo di bici professionali l’aerodinamica è solo uno dei fattori che entra in gioco.
In particolare è il peso che, quasi con interventi maniacali, viene ponderato al limite del grammo. E non solo sul telaio e ruote ma su tutte le parti, dai pedali al sellino, passando per i cambi e le leve arrivano a contenere il peso totale in modo significativo.
E’ chiaro che per farlo servono competenze tecniche anche sugli sforzi che il sistema bici deve avere.

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Ciao
Quindi mi confermi che nella stragrande maggioranza dei casi il designer disegna e poi altri verificano tutto quanto necessario al dimensionamento ecc
Tutto questo con sw dedicati giusto?
Nessuno si mette più a fare calcoli a mano giusto?

bella domanda Massimo,

riflettendoci sopra mi sono venuti due pensieri secondo me tenendo in condirezionae questo caso:
uno credo che bisogna considerare la statura/altezza della persona
altra quindi di conseguenza avere la migliore aerodinamicità in base a quanto detto prima

credo che chi fabbrica bici standard, quindi industriali si regola con misure nella media
mentre se poi si va su oggetti personalizzati allora il discorso è su misura immagino. . .

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si, ma il designer oggi deve avere anche competenze tecniche. E’ una professione che si sta evolvendo e non è più limitata la puro disegno creativo. Soprattutto nella gestione di prodotti tecnici questo è fortemente richiesto

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in linea teorica sarebbe dovuto essere stato sempre così
magari ultimamente in qualche ambito stanno cambiando
ma sono ancora molti i settori dove non ne hanno idea

un tecnico tanto per fare un esempio, ti prende anche il disegno di una tazza o di una pentola,
e ti modifica il manico per renderlo più ergonomica la presa oppure per essere più comoda.

io ad esempio uso delle pentole con i manici vicino ai bordi
questo comporta delle complicanza quando si vanno a lavare
pensandoci però poi spostandoli più in basso ci si ritrova con i
manici più vicini alla fiamma è questo nemmeno va bene. . .

certo, per questo servono competenze condivise lavoro in team.

Vorrei capire se il dimensionamento, sezioni, spessori, viene fatto con quei SW che ho scritto o se vengono ancora eseguiti a mano, calcoli tipo: trazione, taglio, compressione, quindi momenti e via discorrendo…

I calcoli a mano si possono fare, ma giusto per avere un idea delle grandezze in gioco, ma si tratta sempre di approssimazione. Se vuoi avvicinarti ad un modello realistico serve l analisi agli elementi finiti.
Nel caso bici poi come è stato detto devi considerare che

  1. Si cerca di ridurre il peso ai minimi temini
  2. Si cerca una certa rigidezza e resistenza
  3. Si cerca una buona aerodinamica
  4. Si cerca di minimizzare tutte le resistenze meccaniche.
    Si usano ormai sw specifici. E il 99% dei concept si buttano via.
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La bici è un prodotto complesso ed esigente. Ormai non più. Tanto se il sw dice sciocchezze si capisce.
Puoi fare qucosa a mano se hai una Struttura semplice, tubolare, con materiali isotropi, diversamente è complicato.

Poco tempo fa con Solidworks ho dimensionato una struttura mettendo come funzione obiettivo il minimo materiale necessario restando nei limiti di sicurezza strutturali. Si modella opportunamente, si calcola col sw, si fanno una serie di controlli per poter affermare che il sw ha rilasciato un dato affidabile.

Quindi sw no penna e calcolatrice
Ora, per acquisire queste competenze si fa ingegneria d’accordo comunque un percorso specialistico di anni giusto? E secondo voi, anzi chiedo direttamente ai designer del forum : avete queste competenze oltre alla creatività necessaria a un designer?
Grazie

Ripeto in generale non più, penna e calcolatrice solo se hai una struttura semplice.

Dato che progetto disegno BTM da quattro anni, dico la mia:

Si usano software per il FEM esterni.
Il grosso della mia esperienza è avere a che fare con clienti o produttori che hanno a disposizione il sofwtare costoso per il FEM, ma in realtà poi tutto il design+progettazione è subappaltato a uno studio esterno (noi). Non abbiamo il FEM, ma Rhino per fare bici va benissimo per tutto il resto.

Non ho visto una corsa al grammo, anche perché spessori e simili vengono poi gestiti dal produttore, quindi, anche se la forma risulta un po sbagliata esternamente, con gli spessori si compensa in parte (non si rischia di avere parti piene inutilmente, il produttore sa quello che fa e si arrangia, di solito. Spesso è il produttore stesso a fare un FEM di cui lui stesso si fida).

Chiaro che c’è un botta e risposta continuo rimbalzando tra ingombri e compatibilità delle componenti standard, design, specifiche del cliente, e limiti di produzione.
Metti tutto assieme e alla fine ti senti una specie di “sarto” che progetti il telaio che possa adattarsi al tutto, fai il vestitino ai vari organi, che sono tutti standard e già esistenti.


Per il tuo caso specifico, che mi sembra una bici da strada, oserei dire che il telaio è comunque troppo debole.
(ma probabilmente era un design solo tanto per… bah, lo analizzo lo stesso)
Con quella forma per renderlo resistente a sufficienza serve usare grossi spessori, aumentando notevolmente il peso.
Tieni conto che:

  • la pedalata in piedi con piede dx (ad esempio) in spinta, è compensata da un “tiro” sul manubrio con la mano dx, e quindi il telaio è sottoposto a una notevole torsione (nei momenti di accelerazione, chiaro). A quel telaio manca il tubo obliquo, e quindi il tubo orizzontale deve sopportare da solo tutta quella torsione. Se il telaio cede, a ogni pedalata il ciclista avrà la sensazione che la forza che lui impegna è “assorbita” dall’elasticità del telaio.
  • il chainstay è asimmetrico, o meglio, è solo da un lato. Il tiro catena è una forza di svariate migliaia di newton, per come la hai disegnata, la catena fa lavorare il perno della ruota posteriore “a sbalzo”… chi resiste a quella trazione/flessione? Il chainstay asimmetrico? Serve un notevole rinforzo, mi immagino arrivi a pesare molto. Troppo.
  • sempre chainstay asimmetrico, manca nel lato dx… dove lo montiamo il cambio? :sweat_smile: Casomai dovrebbe essere un chainstay solo a dx, con corone a dx ma ruota a sx. Avrestì cosi sforzi più simmetrici e molta meno flessione, ma appunto stiamo parlando di fuori standard di brutto, dovresti farti su misura anche il cambio… e la coppia passerebbe sul perno… meh…
  • ruota davanti, forcella asimmetrica… non è una MTB, ma rimangono sforzi che una forcella simmetrica gestirebbe meglio secondo me…
  • poco inserimento tubo sella, regolazione minima
  • ecc
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Noi usiamo Rhino per fare praticamente tutto.
Unica cosa esclusa è il FEM.
I .step o peggio .iges che arrivano dai parametrici usati dagli ingenieri sono dei colabrodi. Sembra abbiano lanciato un’auto a 180km/h su un platano e poi ti mandano via mail il risultato.
Rhino è molto più preciso e tecnico, a mio avviso.
Ti mandano “una modifica”… la maggior parte delle volte è meglio rifarsela a mano.
… magari è perché per ora ho solo avuto a che fare con gente che lavora male… chi lo sa.

Assolutamente.

Per quello che ho visto io. Un team di 3-4 persone è più che sufficiente per avere un intero progetto in mano.
Poi ci sono tantissime altre figure attorno che vogliono dire la loro tutto il tempo…
Ma appunto spesso i progetti di una azienda “X” vengono subappaltati esternamente perché i dipendenti interni non hanno la stessa “spinta” a fare le cose in tempi umani, mentre uno studio esterno è costretto a lavorare entro certe tempistiche altrimenti poi perde lavori futuri.
Gli ingenieri ben pagati assunti da “X” stanno la a ricevere e inoltrare emails, fare meeting, ogni tanto qualche FEM (che poi si spera il produttore concordi), e a dir la loro per “sentirsi parte del progetto”.
Chiaro che alla fine sono loro a mettere tutte le firme, meriti e a guadagnare i fantastiglioni …
Ma state sicuri che quando il piccolo studio esterno fa dei piccoli dettagli (errori o migliorie), quasi tutti arrivano fino alla produzione senza che nessuno in “X” se ne sia accorto.
Ergo, tanti ingenieri che si, servono… ma principalmente come verifica globale.

Di fatto, fare il “designer di bici” significa dover conoscere e gestire anche tutte le altre parti tecniche.

Non invidio affatto la posizione di uno di quei ingenieri. Pagati sicuramente meglio, ma la parte divertente è nel piccolo team che mette assieme tutti i pezzi di una bici. Con Rhino.

Almeno, questa è la mia esperienza e opinione.

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Risposta breve dopo i textwall che ho fatto (scusate :sweat_smile: :see_no_evil:)

Si va a:
1- esperienza, a occhio, a spanne
2- ci sono software molto economici che ti permettono di avere uno schema degli sforzi globali dei vari fulcri della geometria, parlando di MTB. Guardi le specifiche di cuscinetti e resistenza al taglio dei semplici perni cilindrici… oltre a quello è meglio evitare di prendere la calcolatrice. XD
Prendi la bici di un concorrente, misura spessori e diametri. Boom, parti al 95% della verità ideale.
3- il FEM ti da conferme, non lo fai solo alla fine, ma un paio di volte a metà strada e sistemi di conseguenza. Se non hai a che fare con il produttore durante la progettazione, stai sbagliando.
4- se stai provando un qualcosa di esagerato/nuovo/diverso, guarda cosa fa la concorrenza… continua solo se hai conferme valide dal FEM altrimenti forse stai per fare un grosso errore. Difficile essere super innovativi.

La strada più breve secondo me è buttarsi e lavorare direttamente dentro il settore. (come in tutte le altre cose della vita)

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Buongiorno
Mi state dicendo che uno scatolato come il telaio di una bici viene dimensionato negli spessori a occhio?

…direi che se con “occhio” intendi “casuale” direi di no. Poi è chiaro che l’esperienza concreta ti guida nell’inserimento di spessori (almeno in una prima fase progettuale).

non ho risposto per le osservazioni sul telaio, si è non estremo, di più, lo so benissimo e non è un telaio da strada ma da pista per record e balle varie, credo che in questo caso il peso sia una cosa secondaria rispetto alla rigidità e all’aerodinamicità, certamente non da sottovalutare, il mono forcella posteriore sicuramene non va bene, un esercizio di stile? :sweat_smile:
Allora scopro le carte :rofl: sto frequentando il secondo anno di un corso universitario di design, una materia del primo semestre è “materiali e tecnologie”, il corso dura tre anni e non so se questa materia andrà oltrre il secondo anno ( mo mi informo :smiley:) , ora, si sta affrontando il dimensionamento delle superfici ( e qui si apre un mondo) in base a carichi che insistono e/o si distribuiscono, quello che sto cercando di capire è: possibile che in qualche decina di ore di lezioni si risulterà in grado di progettare “scientemente” un telaio di bici o qualcosa di altro altrettanto complicato da un punto di vista strutturale? io non ci credo, e se fosse come affermo, è sufficiente una infarinatura per far parte di un team? naturalmente sto pensando ai giovani e non al sottoscritto.

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Non sempre.
Dipende CHI progetta il concept e in quale ambito questo avviene (struttura aziendale).
Conosco tantissime organizzazioni in cui una prima validazione FEA avviene anche in fase di concept.

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non mi sembra che sia stato consigliato questo.

credo che Riccardo ti abbia dato molte risposte ed indicata la strada giusta su come partire

se ritieni di entrare nella categoria di designer, e vuoi realizzare un progetto che sia valido tecnicamente, il consiglio citato sopra è l’unica strada che dovresti percorrere e perseguire.
(a meno che non hai modelli realizzati e prodotti già collaudati che rispondono all’esigenza)

@riccardo_vise esatto e come ha anche sottolineato @RiccardoMajewski difficilmente chi ha una determinata capacità riesce a colmare anche l’altro divario. aprendo una parentesi a quanto pare questo dipende molto anche dal fatto che le due categorie usano emisferi diversi del cervello.

questa cosa non l’ho mai capita del come sia possibile, ed alla fine hanno anche ragione loro.
comunque bella analisi/riassunto fatto su tutti i vari aspetti citati e possibili approcci da fare :+1:

anch’io sono del tuo stesso parere

come risposto prima sopra. il problema è un’altro, finchè il governo da gli incentivi alle aziende per assumere under 30, stai sicuro che difficilmente prenderanno in considerazione assunzione di chi non rientra in quella fascia o simili. quindi forse la domanda si dovrebbe scindere in: un giovane con un’infarinatura riesce ad entrare in un team? direi di si, perché è l’unica alternativa,
altrimenti dovrebbero optare per chi ha già una forte e solida base e una grande esperienza,
ma in questo caso tali persone non rientrano nelle intenzioni di assunzione delle aziende.

ps la cosa bella e che, se poi qualche azienda riesce a trovare un giovane che oltre ai corsi e all’infarinatura avuta dagli studi è anche un appassionato del settore e che quindi cerca appena ha un minuto libero di aumentare le proprie capacità, di sicuro riesce a scavalcare la fila degli altri concorrenti mediocri, questo si, ma non credo che tali capacità meritocratiche poi siano ripagate.

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