Por que as engenharias devem investir (e já investem) na ferramenta de simulação SIMULIA Abaqus?

Por José Filipe Trilha de Carvalho
Head do departamento de engenharia da SKA

Quem possui uma ferramenta CAE hoje sabe o por que investir em simulação, já que está conseguindo criar produtos competitivos e inovadores para atender às novas demandas da indústria, utilizando de forma mais inteligente os recursos de engenharia e manufatura disponíveis, assim, reduzindo os custos e tempo de entrega de novos produtos.

Para basearmos a decisão em números, trago abaixo um estudo comparativo realizado pela Dassault Systèmes com a solução CAE SIMULIA ABAQUS, onde o tempo de simulação é de 2 horas, enquanto os ensaios levam de 4 a 12 semanas. Isso mesmo, 12 semanas. E casos onde não existem testes físicos certificados.

Veja o comparativo de tempos necessários para obter resposta numérica: com o ABAQUS, fica em torno de 2 horas, e sem a solução ABAQUS, baseada em ensaios com protótipos físicos, o tempo fica em 4 semanas. Isso mesmo, considerando 4 semanas de 40 horas, 160 horas são totalizadas. 

Estamos falando de obter as respostas com o SIMULIA ABAQUS em 1 % do tempo de testes físicos com protótipos. Quanto custa 2 horas da sua engenharia? Em média, R$ 1.000,00, considerando 4 engenheiros atuando no projeto e R$ 250,00 a hora da engenharia. Saiba que isso representa em torno de 1,4 % do custo apresentado com ensaios físicos.

Fonte: DASSAULT SIMULIA ABAQUS

E quando não conseguimos testar fisicamente? 
Poderia refazer a pergunta de outra forma, e se pudermos apenas simular com a solução de elementos finitos o problema, e depois aplicar na prática o projeto? É possível?

Se estiver interessado em saber mais, continue a leitura abaixo, onde trago mais informações e casos com estudos comparativos ainda mais assustadores, onde os tempos de ensaios físicos levam de de 8 a 12 semanas e casos onde não existem testes e ensaios físicos padronizados. Isso mesmo, 8 a 12 semanas para realizar os ensaios físicos e casos com ausência de testes e ensaios físicos padronizados, com custos de R$ 500.000,00 para a realização desses ensaios.

É notória a vantagem das engenharias que possuem ferramentas CAE de simulação para testar a capacidade de operação, simular e analisar o produto antes de fabricá-lo, vai além da redução de custos com protótipos e ferramentas, eliminar o desperdício de materiais, eliminar falhas por fadiga, sem falar na falta de inovação e competividade. Se você tem essas dúvidas: 

• Por que devo investir em uma ferramenta de simulação? 

• Como ser competitivo e ter produtos inovadores com menor custo?

• Saiba aqui, por que você deve investir na solução de elementos finitos SIMULIA Abaqus.

Como exemplo, vamos citar aqui um caso da SIMULIA, onde o ABAQUS KNEE SIMULATOR foi desenvolvido visando acelerar o projeto de implantes de joelho.

Quais são os desafios existentes nessa indústria, e porque o ABAQUS para simular projetos como próteses, dispositivos e ferramentas médicas, ou implantes de joelho?
A SKA possui clientes que utilizam o SIMULIA ABAQUS para desenvolver próteses para pés, mãos, coluna, crânio, criando próteses e implantes de coluna (espaçador intersomático lombar, rigid spine plus), maxilo facial com distrator trans palatal, sistemas de fixação implantável de alta tecnologia para aplicação segura em diversas osteossínteses, neurocirurgia com ferramentas para fechamento de crânio que podem ser utilizadas em craniectomia, cranioplastia, reconstrução, traumatismo, fechamento de trepanação, além de descartáveis como agulhas para microdissecção, brocas cirúrgicas, guia VPS, lâminas cirúrgicas, lâminas de shaver, malha de tração). 

Com o Abaqus, você pode antever problemas que aconteceriam lá na frente, e resolver de forma que o custo dessa alteração para a sua engenharia e sua empresa seja zero. Eliminando falhas, você aumenta a confiabilidade, segurança, e garante que o seu produto possua o melhor projeto para a aplicação a qual será submetido.

Buscando agilidade no desenvolvimento de novos produtos de implantes inovadores, seguros e eficazes para pacientes que necessitam de artroplastia do joelho, uma operação delicada de uma articulação para restituir o maior grau possível de integridade, mobilidade e função, assim como a formação de articulação artificial em caso de ancilose, as empresas de dispositivos médicos enfrentam desafios exigentes. Para obter uma vantagem competitiva, os fabricantes estão aproveitando os recursos robustos da simulação realista para impulsionar a inovação, gerenciar custos e acelerar o atendimento ao paciente.

E você me pergunta, o que é o ABAQUS KNEE SIMULATOR?

O ABAQUS Knee Simulator é uma ferramenta de modelagem computacional validada para realizar análises e simulações básicas a avançadas de implantes de joelho. Essa ferramenta oferece cinco fluxos de trabalho rápidos e fáceis de configurar, o que reduz sua dependência de testes demorados e equipamentos caros de laboratório, além de atender aos requisitos regulamentares.

E como elementos finitos me ajudam nesse tipo de implantação médica?
Atualmente, uma alternativa é a confecção de protótipos baseados em testes regulatórios e suplementares que, como venho destacando, consomem muito tempo e têm investimento elevado, pois geralmente a instrumentação, que está por baixo dos panos, apresenta exigências bem rigorosas de controle e, consequentemente, envolvem equipamentos caros na maioria dos casos. 

Nesse tipo de aplicações, não é diferente. O custo de protótipos, e tempo de desenvolvimento do produto é algo que precisa ser considerado, pois depende de resultados desses ensaios para o aprimoramento e certificação do produto.

O Abaqus Knee Simulator fornece cinco fluxos de trabalho que permitem aos fabricantes de implantes e dispositivos ortopédicos de joelho explorar uma variedade de designs diferentes em menos tempo, a uma fração do custo. Isso mesmo, a uma fração do custo de desenvolver o mesmo produto dependendo de ensaios mecânicos e protótipos.

Porque devo investir agora, considerando o cenário atual em uma solução como o SIMULIA Abaqus?
Com certeza o investimento realizado no SIMULIA Abaqus retornará em um curto período e, considerando que você precisa garantir o funcionamento do seu produto, otimizar e ter a melhor performance para vender mais, o investimento necessário na ferramenta é muito baixo colocando na balança todos esses benefícios que a ferramenta irá lhe proporcionar.
Novamente, baseado em números, trago abaixo um novo estudo comparativo realizado pela Dassault com a solução CAE SIMULIA Abaqus.

Fonte: DASSAULT SIMULIA ABAQUS