Prototipe digital memungkinkan verifikasi awal atas fungsionalitas dan kinerjanya, karena pengujian dunia nyata yang mahal atau bahkan mustahil dapat dilakukan di ruang virtual.
Tujuan akhir dari pengembangan produk virtual adalah untuk membuat representasi digital yang akurat dari suatu sistem dan komponen serta bagiannya, membuat prototipe digital dari suatu produk yang mencerminkan realitas dalam semua detail desain, material, dan fungsionalnya.
Performa masa depannya di bawah beban khusus aplikasi kemudian dapat dihitung serealistis mungkin menggunakan simulasi numerik.
Tetapi pendekatannya tidak berhenti di sini, karena proses pembuatan berbagai komponen dan bagian dari suatu produk juga dapat disimulasikan, sehingga ketidaksempurnaan geometris terkait produksi, tegangan sisa terkait proses atau ketidakhomogenan material dan anisotropi juga dapat direproduksi secara realistis.
Prototipe digital memungkinkan verifikasi awal atas fungsionalitas dan kinerjanya, karena pengujian dunia nyata yang mahal atau bahkan mustahil dapat dilakukan di ruang virtual.
Simulasi membantu mengurai ketergantungan kompleks dan menguranginya menjadi beberapa komponen dan proses kunci yang relevan, yang pada akhirnya mengurangi kebutuhan akan prototipe fisik.
Prototipe digital memungkinkan perubahan sederhana pada desain, material, dan kondisi batas, serta langkah pengoptimalan iteratif yang cepat, mengurangi ruang lingkup dan upaya perubahan teknik, dan menghasilkan sikap yang tepat pertama kali.
Aspek lain termasuk prediksi kemungkinan mode kegagalan dan modifikasi untuk mengurangi kecenderungan kegagalan, antisipasi kemungkinan masalah pemrosesan dan solusinya selama desain bagian dan cetakan.
Pembuatan prototipe digital yang dikombinasikan dengan simulasi secara signifikan mengurangi waktu pemasaran, menurunkan biaya pengembangan, meningkatkan efisiensi proses manufaktur, meningkatkan kualitas produk, dan memungkinkan kolaborasi yang efisien di seluruh rantai pasokan.
Pengetahuan material adalah kuncinya
Saat memulai simulasi dan tergantung pada aplikasinya, berbagai aspek perilaku material harus dipertimbangkan seperti karakteristik material statis atau dinamis, ketergantungan suhu, ketahanan fluida dan pembengkakan, perilaku dinamis, keausan, kelelahan, dan perilaku fraktur.
Agar semua informasi ini mengalir ke dalam simulasi, metode pengujian yang sesuai untuk sifat material yang menentukan harus dipilih. Bahan harus diuji dengan presisi tertinggi untuk memastikan kualitas data yang optimal.
Penggunaan simulasi tidak terbatas pada masalah fungsionalitas dan kinerja produk, proses pembuatan produk juga dapat disimulasikan. Mengenai pemrosesan karet, untuk simulasi proses pencetakan, sifat-sifat bahan elastomer yang tidak diawetkan, seperti viskositas, kapasitas panas, dan konduktivitas termal, tetapi juga kinetika reaksi ikatan silang kimia (vulkanisasi) harus diketahui.
Untuk mencapai hal ini, eksperimen dan model laboratorium yang sesuai harus dikembangkan yang memungkinkan transfer hasil dari pengujian bahan dasar pada kasus beban sederhana ke perilaku pada kasus beban realistis dalam aplikasi. Tantangan terbesar untuk simulasi masih berupa perilaku kelelahan dan prediksi masa pakai produk dalam berbagai aplikasi. Untuk alasan ini, ada kebutuhan yang meningkat untuk simulasi multi-fisika yang menggabungkan fenomena dan interaksi fisik yang berbeda, simulasi elektronik tertanam, seperti sensor, dan topik tribologis seperti film fluida yang bekerja pada antarmuka antara segel dan bagian yang bergerak.
Saat industri bergerak menuju otomatisasi penuh, pendekatan ini menjadi semakin penting, memungkinkan pengembangan produk baru yang lebih akurat, lebih cepat, dan lebih disesuaikan daripada sebelumnya.