Case

Värmesimuleringar med hög träffsäkerhet för bättre beslut

Westermo är en av världens främsta tillverkare av industriella Ethernet-switchar, routrar och converters. För att effektivisera produktutvecklingen anlitades Semcons simuleringsexperter. Målet var att genom värmesimuleringar kraftigt minska mängden mätningar på fysiska produkter och på så vis spara tid och pengar.

KundWestermo

BranschIndustri

KompetenserSimulering & Analys (CAE)

Bakgrund

Merparten av Westermos produkter tillverkas i Sverige men företaget finns över hela världen och är specialiserade på industriella nätverkslösningar för bland annat järnväg, transport och energi. Miljöerna som produkterna verkar i är krävande samtidigt som kunderna förväntar sig långa livslängder. En avgörande faktor är hur värmen som produkterna alstrar tas om hand för att hålla temperaturen på en acceptabel nivå.

Semcon är proffs på detta och vi har låtit dem vara drivande i projektet.

- Kai Lahtinen-Idö, Westermo

Undvik kostsamma misstag

Kraven på den här typen av produkter ökar, samtidigt som storleken ska vara densamma. Detta leder till att mer värme genereras vilket ställer högre krav på kylningen av produkten. Annars finns det risk att värmen påverkar produkternas funktionalitet, säkerhet och livslängd.

Westermo har tidigare tagit fram prototyper för att mäta temperaturer och värmeflöden i stället för att simulera. Det är en tidskrävande och kostsam process, vilket ledde till att företaget kontaktade Semcon för att undersöka möjligheterna till simuleringsdriven utveckling.

Utmanande krav på produkten

Värmesimuleringar ger mycket information om en produkt i ett tidigt skede. Initialkostnaderna är högre, men eftersom enbart digitala prototyper är nödvändiga, kan många olika koncept testas tidigt och kostsamma misstag undvikas.

‘Vi har hittills arbetat med Westermos switchar.’ säger Felix Larsson, Senior beräkningsingenjör, Semcon. ‘De får inte bli för varma, vilket är en utmaning eftersom de strikta kraven kräver att de är i det närmaste helt lufttäta för att klara av ett brett spann av omgivningar. Kraven innebär också att de inte kan vara beroende av kylning från fläktar, vilket gör att produkten förlitar sig helt på naturlig konvektion kring produktens utsida.’

Träffsäkra simuleringar ledde till mer samarbete

I pilotprojektet fick Semcon enbart digitalt underlag på en befintlig produkt som Westermo redan börjat producera. Företaget hade själva gjort omfattande temperaturtestning på produkten, men eftersom de ville jämföra Semcons simuleringar med sina fysiska tester fick Semcon inte ta del av testresultaten.

Vi hade ett mycket bra samarbete och resultatet från simuleringen var väldigt nära våra faktiska resultat.

- Kai Lahtinen-Idö, Team Leader, Electronic Enclosures, Research & Development, Westermo

Framgången i pilotprojektet ledde till ett nytt projekt kopplat till en produkt under utveckling. Förutom träffsäkerheten i Semcons simuleringar lyfter Kai Lahtinen-Idö samarbetet med teamet på Semcon som ytterligare en anledning till det beslutet.

‘Samarbetet har fungerat väldigt bra,’ säger Kai Lahtinen-Idö. ‘Vi har pratat samma språk, haft en givande interaktionsprocess med regelbundna avstämningar som låtit oss gemensamt komma fram till bästa möjliga resultat. Vi vill göra så mycket som möjligt utan att ta fram fysiska produkter, eftersom det sparar tid och låter oss fatta rätt beslut tidigt‘

Semcon har bidragit med

Kunskap om var den termiska flaskhalsen ligger samt förslag på åtgärder
Detaljerad insikt i den interna värmefördelningen och cirkulationen med vars hjälp man kan identifiera problemområden och optimera layouten
Snabba svar på frågan ”Hur påverkar den här designförändringen våra resultat?”
En excelbaserad 1D-lösare för mycket snabba resultat vid enklare designjusteringar