הבנה של קיימות בתכנון

קיימות בתכנון פירושה הערכה של ההשפעות הסביבתיות, החברתיות והכלכליות של מוצר על פני כל מחזור החיים שלו - החל ממיצוי חומרי גלם באמצעות ייצור, שימוש, וסילוק או מחזור. עבור מודלים מוצקים ועיצוב ממוחשב (CAD), זה דורש שילוב קריטריונים סביבתיים ישירות לתוך הגיאומטריה, חומרים, וטכנולוגיית הייצור. מודל מוצק באמת יקר הוא אחד כי מצמצם את צריכת משאבים, להפחית את הפחתת סיכונים מוקדמים, ומאפשרים שינויים סביבתיים כגון תהליכי תכנון מאוחר, כמו גם על ידי פיתוח.

Key Sustainability קריטריה עבור Solid Modeling

בחירה חומרית

בחירת חומרים עם אנרגיה ממותנת נמוכה, תוכן ממוחזר גבוה, ומחזור מלא הוא בסיס. מוצק מודל תוכנה עכשיו מציע ספריות חומר הכוללים תכונות סביבתיות כמו פוטנציאל התחממות גלובלית (GWP), פוטנציאל של אוזון, ושימוש במים. מעצבי צריכה לאשר חומרים מתחדשים (למשל, פלסטיק מבוסס ביולוגית) ולהימנע מתקנות מסוכנות על ידי כגון REA או REACHSIRF.

תכנון להפקה ואסיפה (DFMA)

טכניקות DFMA להפחית את מספר החלקים, לפשט את הייצור, ולצמצם פסולת חומרית.חלקים קטנים יותר מתכוונים פחות אנרגיה בשימוש בייצור ותחבורה, ורכבה פשוטה מורידה את העבודה ואת עלויות ההנעה.במודלים מוצקים, זה מתורגם לעיצוב תכונות כי הם אופטימיזציה לתהליכי ייצור משותפים (עיצוב הזרקת עובש, ליה, פיזור) ולהפחית את הגרדטהור.

עיצוב לדיסבדיה וגמישות

(המוצרים המיועדים לפירוק קל, תיקון, התחדשות ושיקום חומרי.המודלים סולידריות יכולים לשלב מפרקי התאמה, ממריצים סטנדרטיים, ופריסות רכיבים מודולריות המאפשרות הפרדה בלתי הרסנית בסוף החיים למנוע שיטות מגע קבועות כגון דבקים או overmolding כי מעכבים את השימוש ב-FLT:0loexplorated צפיות ו-Fassedationed לכל אחד מהם) יכולות להיות ממושכות את מטרות מעגליות (R) ו-Fassedationive to belimate).

עיבוד אור וטופולוגיה אופטימיזציה

משקל אור מפחית את צריכת החומר וצריכת האנרגיה במהלך התחבורה והשימוש (במיוחד קריטי עבור רכב ואווירה) אלגוריתמי אופטימיזציה טופולוגיה בכלים מודרניים של CAD לייצר מבנים המשתמשים בחומר רק במידת הצורך, לעתים קרובות לייצר צורות אורגניות שנראה כי הם בלתי אפשרי לעצב באופן ידני.התוצאה יכולה להיות ירידה של 30-50% במשקל תוך שמירה על דרישות פונקציונליות.לאחר אופטימיזציה, מעצבים יכולים לשלוף את החלק ולעצב את הלחץ כדי להבטיח את תהליך זה ישירות לקיימות מודלים גיאומטריים.

שרשרת אספקה ושיקולי חיים

קיימות מתרחבת מעבר למודל עצמו.מעצבים צריכים לשקול את המיקור הגיאוגרפי של חומרים (לצמצם פליטות תחבורה), עיצוב אריזה (הפחתת נפח ושימוש קרטון ממוחזר), ותרחישים סוף החיים (למשל, תאימות לעומת מחזור מכני), מודלים סולידריות יכול לדמות כיצד מוצר יהיה ממיין ומחוספסד במתקן מחזר - תכונות כמו מתכות או מחוספסות מכניות יכולות לשפר רכיבים.

שיפור יכולת העבודה לתוך זרימת העבודה עיצוב

Defining Goals and Metrics

התחל כל פרויקט על ידי הגדרת מטרות קיימות ניתנות להגדרה.מדדים נפוצים כוללים: טביעת רגל פחמן כוללת (per ISO 14040/14044), אחוז תוכן ממוחזר, אחוז של חלקים הניתנים למחזור, ויחס הפחתה בפסולת. מטרות אלה קשורות להחלטות מודל מוצקות ספציפיות - לדוגמה, מטרה להפחית משקל על ידי 20% מניע אופטימיזציה טופולוגית, בעוד יעד עבור 95% חומר ניטור נתונים של מחזוריות ותכונות שאינן מוכחות (FIVE) ל-upal (R.

בחירת כלי תוכנה

מספר מערכות אקולוגיות של CAD מציעות מודולים משולבים של קיימות:

  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0) ,Autodesk Inventor / E Materials Advisercioerph 1:1 - משלב מסד נתונים של יותר מ -20,000 חומרים עם אינדיקטורים סביבתיים ומידע תאימות.
  • (FLT:0Siemens NX עם TeamcenterigtureFLT:1) מחבר את נתוני LCA לזרימות עבודה תאום דיגיטליות עבור אסיפות מורכבות.כלים אלה מאפשרים למעצבים להשוות תוצאות תרחיש מבלי לעזוב את הסביבה הדוגמת.

ביצוע הערכה של Lifecycle

LCA מתאים להעריך חמישה שלבים: ייצור חומרי, ייצור, הפצה, שימוש, וסוף החיים. במודל מוצק, מודול LCA משתמש בגאומטריה מודל ה-CAD ומקצה חומרים כדי להעריך מסה, צריכת אנרגיה ופליטות. לדוגמה, מעבר מאלומיניום לפלדה גבוהה סטריבית בשקע עשוי להגדיל את המשקל אך להפחית את פליטות הכוללות אם הפלדה מיוצרת עם אנרגיה מתחדשת.

סירוב מוחלט

קיימות אינה תיבת צ'ק חד פעמית.לאחר כל סקירה עיצובית, לבחון מחדש את המטרות ולהתאים את המודל: שינוי חומר, שינוי עובי קיר, או לעצב מחדש חיבור מתאים. השתמש ב- PL:0 (DOE)FLT:1 בתוך סביבת ה- CAD שלך כדי לזהות אילו פרמטרים משפיעים על טביעת הרגל הסביבתית.

דוגמה מעשית: עיצוב בר קיימא של זיהום אלקטרוניקה צרכני

שקול מתחם סורק ידני.העיצוב המקורי השתמש ב- ABS פלסטיק (אנרגיה אינטנסיבית, קשה לשחזר) והיה לו רכיבים פנימיים רבים מקושרים.על ידי יישום קריטריונים קיימות מודלים מוצקים, הצוות:

  • עבר לפוליפרופילן copolymer עם 30% תוכן ממוחזר לאחר consumer, הפחתת GWP עד 40%.
  • עיצב מחדש את הקליפה האחורית כחלק מזרק יחיד (הפחתת חלקים מ-7 עד 3).
  • בנוסף, מדריכים מעוצבים לסוללות וללוח מעגלים, ביטול הצורך בדבקים.
  • אופטימיזציה טופולוגית בשימוש על צלעות התמיכה, חיסכון של 17% חומר תוך העברת סימולציות במבחן טיפות.
  • כולל תווית מחזור לייזר מופעל ישירות על החלק, הימנעות חומרים מתוייגים משניים.

התוצאה הייתה מוצר שפגש את כל ערכות הביצועים והשגת ירידה של 35% בטביעת הפחמן במחזור החיים.מודל ה-CAD הפך למקור האמת היחיד לתביעות קיימות במהלך הסמכה.

אתגרים ועיסוקים טובים

  • (FLT:0) Data AvaveFLT:1) - נתונים סביבתיים עבור חומרים חדשים (למשל, ביופוחיות) עשויים להיות שלמים.
  • (FLT:0Trade-offigr AnalysisFLT:1) - צמצום משקל עשוי להגביר את האנרגיה הייצור. השתמש אופטימיזציה רב-אובייקטיבית כדי למצוא חזיתות Pareto.
  • (FLT:0) פיזור רגולציה (FLT:1) - שווקים שונים (EU, קליפורניה, סין) יש דרישות עיצוב אקולוגיות שונות.
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) עדכונים מעדכון Software: 1:1 - לשמור על מודולי קיימות CAD הנוכחי; הם מסתמכים על מסדי נתונים מתפתחים של חומרים ורשתות אנרגיה אזוריות.

שיטות הטובות ביותר כוללות יצירת שאלון:0 (הכוללות של בדיקת אחריות) 1:1 כנכס מותאם אישית בתוך קבצי ה- CAD שלך, ריצה תמונות שבועיות LCA, כולל קיימות KPIs בסקירות פיתוח המוצר שלך.

מסקנה

שילוב קריטריונים של קיימות למודל מוצק אינו אופציונלי עוד - זה צורך תחרותי ורגולטורי. על ידי התייחסות שיטתית ברירה חומרית, DFMA, עיצוב עבור disassembly, קל משקל, והערכה מחזור חיים בתוך זרימת העבודה של ה- CAD שלך, אתה יכול ליצור מוצרים שהם גם ביצועים גבוהים ואחראי לסביבה.הכלים כבר מוטבעים בתוכנה המודרנית; המפתח הוא ליישם אותם באופן עקבי מן הסקיצות הראשונה, כך להפחית את עלויות הבזבוז הראשוניות שלך על ידי הפעלת מודלים סביבתיים.