Situation initiale
ELEKTRON SA relève également les défis thermiques. Dans le domaine commercial « Industrial Solutions », l’entreprise basée à Wädenswil, au bord du lac de Zurich, conseille les utilisateurs de composants d’électronique de puissance dans le choix et le développement de radiateurs. Pour parvenir à une conception optimale, les ingénieurs doivent tenir compte de l’interaction complexe des facteurs suivants : puissance frigorifique, perte de pression, matériaux, poids et coûts.
Jusqu’à présent, ce problème d’optimisation exigeait beaucoup d’expérimentation : plusieurs variantes de conception ont été réalisées et évaluées à l’aide de simulations thermiques. Sur la base des résultats, les ingénieurs ont optimisé le design et l’ont transformé en prototypes, qui ont ensuite été soumis à des tests approfondis. En raison des nombreuses boucles d’optimisation et de la construction de plusieurs prototypes, le processus de développement a pris beaucoup de temps et coûté beaucoup d’argent.
Mise en œuvre
Dans le but de raccourcir le temps de commercialisation, ELEKTRON SA a eu l’idée d’optimiser le processus de simulation à l’aide d’un prototypage virtuel. À la place des simulations thermiques élémentaires, des simulations précises des fluides devaient désormais fournir des enseignements plus concluants. ELEKTRON SA s’est adressée à CADFEM précisément avec ces exigences. Par la suite, les spécialistes de la simulation de CADFEM ont développé un flux de travail automatisé sur mesure. La solution d’automatisation construit des modèles 3D, effectue la mise en réseau du schéma de calcul pour la simulation des fluides CFD, l’exécution de la simulation à l’aide du logiciel Ansys Fluent et l’élaboration de rapports HTML illustrés en format 3D.
Aujourd’hui, les ingénieurs d’ELEKTRON SA sont en mesure de concevoir facilement les prototypes virtuels dans une interface Excel : ils déterminent le nombre d’ailettes de refroidissement et définissent les espaces de séparation, choisissent le matériau de construction, indiquent la performance thermique des composants électroniques et définissent la température d’entrée ainsi que la vitesse de refroidissement. Ensuite, la simulation a lieu automatiquement. Une fois ce processus terminé, les ingénieurs reçoivent des visualisations 3D interactives qui les aident à optimiser la conception.
Un premier projet réalisé chez un client a montré que la nouvelle solution n’est pas seulement efficiente, mais aussi efficace. Le projet consistait à améliorer de 10% la résistance thermique d’un radiateur en service. Grâce à la solution d’automatisation, il a été possible aux ingénieurs d’ELEKTRON SA d’optimiser rapidement le design. Les dix heures nécessaires jusqu’à présent ont pu être réduites à cinq heures seulement. En optimisant la résistance thermique de 14%, il a même été possible de dépasser les exigences du client.
Bénéfice
- Flux de travail automatisé
- Réduction du temps de commercialisation
- Réduction des coûts de développement
- Diminution du nombre de prototypes
- Optimisation des résultats
