Puntare all'innovazione di prodotto con materiali green

Tra i presupposti fondamentali per raggiungere l’innovazione di prodotto, troviamo la valutazione e scelta dei migliori materiali, che non sia limitata alle sole proprietà meccaniche.

La transizione green richiede strumenti all’avanguardia che incrementino le prestazioni di un prodotto dal punto di vista di:

• funzioni
• design
• costi
• footprint

Continua la lettura per scoprire come accogliere questa esigenza globale, mantenendo reputazione e competitività nel settore di riferimento.

Innovazione di prodotto e sostenibilità: qual è il ruolo dei materiali?

Il cambiamento climatico è vissuto da sempre più imprese con una forte presa di coscienza e responsabilità rispetto alle azioni da intraprendere.

I modelli di business devono evolvere, trasformare la propria struttura e puntare a processi che tutelino al meglio l’ambiente e l’ecosistema. Non si tratta solo di ottenere un ritorno economico – misurabile in una maggior efficienza energetica e un conseguente risparmio in termini di costi – ma di impatto sociale e d’immagine. Dimostrarsi pronti a rispondere a un’esigenza globale con un piano concreto è una leva strategica per distinguersi dai competitor e guadagnare terreno all’interno del mercato di riferimento.

Una delle aree su cui intervenire per raggiungere questo ambizioso, quanto sfidante, obiettivo è la scelta responsabile dei materiali e in particolare:

• l’approvvigionamento di materie prime
• l’utilizzo di risorse a basso impatto ecologico
• il riciclo di prodotti e l’impiego di scarti

La sfida per le aziende è allungare il ciclo di vita del prodotto finito, applicando un’economia circolare che preveda una produzione limitata di rifiuti, a fronte di una capacità di recupero e riutilizzo.

Questo tema è legato a doppio filo al concetto di innovazione di prodotto e di processo: per rispondere alla richiesta del mercato di orientarsi verso business sostenibili, è indispensabile affidarsi a metodologie all’avanguardia che guidino la realizzazione di prodotti sì conformi, ma altrettanto prestanti e unici.

In questa fase, la simulazione supporta la progettazione e lo sviluppo prodotto, offrendo gli strumenti per raggiungere performance di alto livello, migliorando l’impatto ambientale.

Superare le sfide più complesse nella scelta dei materiali

È indispensabile valutare con attenzione i materiali più adatti, fin dalle prime fasi della progettazione; in questo modo, si mettono in luce le criticità da superare nel corso dello sviluppo prodotto.

La prima riguarda la scelta di materiali che migliorino il controllo dei costi, riducendoli e massimizzando al contempo gli utili. Un’altra voce molto importante per le imprese è la mitigazione dei rischi, ovvero come realizzare progetti limitando l’uso di prodotti pericolosi per il territorio.

Al momento di identificare il materiale corretto, si aprono molte opzioni alle imprese e questo può aumentare la difficoltà a orientarsi tra le diverse alternative; la quantità di materiali tra cui è possibile scegliere è aumentata in modo esponenziale, di pari passo con il numero di restrizioni e normative per proteggere l’ambiente dai rischi delle sostanze chimiche.

È bene specificare che questa condizione non riguarda solo progettazioni nuove, ma anche modifiche di prodotti già sul mercato, che richiedono la sostituzione dei materiali.

Una delle sfide principali è trovare il trade off corretto tra aspetti tecnici, economici e ambientali. A questo proposito, durante un webinar sul tema della produzione green condotto di recente da EnginSoft – visibile a questo link – sono state illustrate statistiche molto interessanti:

• il 42% delle imprese investe più di una settimana per la ricerca di materiali per progetti nuovi o destinati a sostituzioni
• l’85% delle aziende ha la necessità di valutare e confrontare tra loro le caratteristiche di più materiali per condurre la progettazione

                                                                           Immagine realizzata da Ansys (https://www.ansys.com)

A queste evidenze, si aggiunge la consapevolezza da parte delle industrie che il life cycle tradizionale – dall’estrazione della materia prima al suo end of life – non è più sostenibile. Per adeguarsi alle azioni che contrastano il cambiamento climatico è necessario applicare un’economia circolare, basata sul riciclo e riuso dei materiali a fine vita. L’obiettivo è ridurre gli sprechi, attraverso un uso ripetuto e ottimizzato delle risorse.

Il ruolo della simulazione nell’innovazione di prodotto con materiali green

La scelta dei materiali deve essere inclusa nel primo step della progettazione, ovvero la fase del concept, perché solo così è possibile migliorare la gestione dei costi e degli investimenti; rimandare questa valutazione alla fase di design potrebbe infatti mettere in discussione alcune idee e prospettive, con il rischio di veder allungare i tempi di progettazione.

La simulazione si può integrare con tool e strumenti che offrono informazioni preziose sui materiali, come il grado di adattabilità, qualità, resistenza e riciclabilità. Questo è possibile grazie alla realizzazione di una distinta base che riporta tutte le informazioni strategiche sui materiali. I vantaggi sono diversi, come la verifica della conformità dei componenti alle normative del settore di riferimento o la compatibilità del materiale rispetto alle esigenze funzionali di progettazione.

Questi strumenti associati alla simulazione si rivelano molto efficaci, grazie alla visibilità offerta su tutti gli elementi che supportano business sostenibili in termini di materiali:

• CO2 footprint
• sostanze pericolose
• compliance con le normative

E su informazioni chiave, come:

• condizioni economiche
• su fine vita e riciclabilità del prodotto
• legate alla disponibilità del materiale a livello mondiale
• sulla quantità di energia e acqua necessaria per l’estrazione della materia prima

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