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Simulación en el sector de la iluminación

Desafíos y soluciones para los diseñadores de la industria de la iluminación y los OEMs.

El sector de la iluminación es, tal vez, donde se aplica, de manera más generalizada, la electrónica: las luminarias están por todas partes.

La producción de luminarias ha pasado por varias fases, cada una de las cuales ha cambiado profundamente la atmósfera de los entornos en los que vivimos: bombillas incandescentes, halógenos, CFL y, finalmente: LED. A día de hoy, el LED domina la industria de la iluminación y los fabricantes deben afrontar nuevos retos.

Los 5 retos de la industria de la iluminación

Los fabricantes del sector de la iluminación de todo el mundo se enfrentan hoy a los mismos 5 retos clave:

  1. Crece la presión del mercado por reducir los costes de desarrollo de los productos y mejorar los márgenes de beneficio.
  2. Los productos deben entregarse con mayor rapidez.
  3. Aumenta la demanda de nuevos y más complejos productos.
  4. Crece el número de normativas que las empresas deben cumplir, además de unos requisitos de garantía cada vez más estrictos.
  5. Resulta fundamental obtener los resultados de la simulación en el momento oportuno durante la fase de diseño para evitar problemas en fases sucesivas.

Abordar de manera eficaz los cuellos de botella mejorará la eficiencia de los procesos y aliviará la presión.

Simulación en el sector de la iluminación

Simulación en el sector de la iluminación

En el contexto actual, es importante ofrecer al mercado productos innovadores, seguros y con un diseño óptimo.

Para lograr el resultado deseado, los diseñadores deben saber cómo gestionar el calor emitido por el LED dentro del dispositivo que lo contiene para preservar la calidad de la luz a lo largo del tiempo y
aumentar la vida útil del dispositivo.

Unos pocos grados pueden suponer una diferencia significativa. Por ejemplo, cuando se participa en un concurso para obtener un pedido para la fabricación de dispositivos para el alumbrado público.
Además, en el caso de los dispositivos destinados al exterior, los componentes electrónicos se alojan en una carcasa impermeable que no permite el intercambio de aire con el exterior. Esto dificulta la disipación, sobre todo si tenemos en cuenta que el diseño ha de tener en cuenta la estética y no solo la eficiencia.

Simulación de temperatura de una luminaria LED para el alumbrado público.
Simulación de temperatura de una luminaria LED para el alumbrado público.
Top seven tips to increase engineering productivity by frontloading CFD

Libro blanco

La competitividad del mercado, a nivel de fabricación, está afectando a todos: desde las empresas de automoción de primer nivel hasta los fabricantes de productos electrónicos. El tiempo de comercilización está disminuyendo. Este libro blanco contiene siete consejos que pueden aplicarse inmediatamente para aumentar la productividad.

¿Por qué la simulación es tan importante en el sector de la iluminación?

Es importante realizar simulaciones tempranas y frecuentes. Para ello, es necesario disponer de las herramientas adecuadas, en el momento oportuno. El concepto de "Frontloading Simulation" hace referencia a la introducción de la simulación en el proceso de diseño, con el objetivo de proporcionar información que ayude a crear un diseño mejor.

Otra forma de describir este enfoque consiste en hablar de "diseño basado en la simulación": la simulación ayuda definir el diseño físico, en lugar de limitarse a evaluar y validar los diseños ya realizados.

La simulación cada vez es mejor, más rápida, más barata y más fácil de usar. Esto permite utilizarla antes y a lo largo de todo el proceso de desarrollo, desde el concepto hasta el diseño detallado y la validación del rendimiento del dispositivo electrónico.

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Principales ventajas del diseño basado en la simulación

  1. El diseño basado en la simulación permite a los diseñadores probar diferentes variantes y realizar cambios hasta dar con un diseño óptimo.
  2. Además, existen ventajas relacionadas con la eficiencia. Algunos componentes electrónicos, como los MCPCBs y los LEDs, se utilizan en diferentes productos. Su caracterización térmica permite transferir rápidamente la información de un diseño a otro, incluso cuando se trata de productos diferentes en cuanto a dimensiones o áreas de aplicación.
  3. La experiencia en el desarrollo de la mecánica de un producto, en lo que respecta a la eficiencia de la disipación del calor, puede compartirse internamente y utilizarse como base para el desarrollo de futuros proyectos.
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Simcenter FLOEFD para el diseño de LEDs

Simcenter FLOEFD es la mejor herramienta para adoptar esta estrategia, especialmente en el caso del diseño de LEDs; principalmente, por los siguientes motivos.

Gracias a su total integración con el CAD mecánico, es posible:

  • Un uso directo de la geometría del MCAD.
  • Una detección automática del dominio del fluido.
  • Un procedimiento de mallado rápido y sencillo (se pasa de horas a minutos).

Ya no es necesario pasar del CAD al programa de CFD mediante archivos STEP. Los modelos de diseño y CFD permanecen sincronizados y el tiempo de simulación del producto se reduce.

Los estudios paramétricos automáticos en Simcenter FLOEFD permiten el análisis automático de las variantes de diseño (geometrías y uso) y la optimización del diseño.

  • Aprovecha tanto los parámetros geométricos (dimensiones, patrones, etc.) como los de simulación (disipación de calor, conducción de materiales).
  • Análisis "what-if" y optimizaciones.
  • Automatismos para la modificación del diseño, la creación de mallas y el cálculo.
  • Soporte completo para "configuraciones" e "instancias" de productos MCAD.
  • Múltiples simulaciones "what-if" para identificar el diseño óptimo.
  • Permite al usuario centrarse en la definición del modelo y no en tareas manuales.
  • Ayuda a encontrar diseños optimizados más rápidamente.

Una tecnología dedicada proporciona modelos termo-ópticos dedicados a la iluminación LED, modelos avanzados de irradiación (radiación solar) y modelado de condensación.

 

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Stefano Morlacchi

Stefano
Morlacchi

Product Manager

Stefano es el responsable de producto de las áreas de simulación térmica y cableado. Lleva más de 10 años trabajando en el campo del análisis FEM y CFD en los sectores de la electrónica, la automoción, el petróleo y el gas.




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