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Lighting Industry

Défis et solutions pour les concepteurs et les OEM du secteur de l'éclairage (Lighting Industry)

Le secteur de l'éclairage (Lighting Industry) est peut-être l'application de l'électronique la plus répandue aujourd'hui. Les appareils d'éclairage sont partout. La technologie de la lumière est le symbole de la modernité car elle a aboli - après des centaines de milliers d'années - la différence entre le jour et la nuit. Grâce à l'éclairage, le monde vit désormais 24/7 comme une seule entité.

La production de luminaires est passée par plusieurs phases, chacune d'entre elles ayant profondément modifié l'atmosphère des environnements dans lesquels nous vivons : ampoules à incandescence, halogènes, LFC, et finalement LED. Aujourd'hui, les LED dominent l'industrie de l'éclairage. Les fabricants doivent faire face à de nouveaux défis.

Les 5 défis du secteur de l'éclairage

Les fabricants du secteur de l'éclairage du monde entier sont confrontés aux 5 mêmes défis clés aujourd'hui :

  1. Le marché exerce une pression croissante pour réduire les coûts de développement des produits et améliorer les marges
  2. Les produits doivent être livrés plus rapidement
  3. Il y a une pression croissante pour un flux constant de nouveaux produits à la complexité et aux fonctionnalité croissantes
  4. Les entreprises doivent se conformer à un nombre croissant de réglementations relatives aux produits, en plus des exigences de garantie toujours plus strictes.
  5. L'obtention des résultats de simulation en temps voulu pendant la phase de conception, afin qu'ils puissent avoir un impact significatif sur les décisions de conception, constitue un goulot d'étranglement majeur pour de nombreuses entreprises.

Il est intéressant de noter que le goulot d'étranglement du processus de conception est crucial pour de nombreuses organisations, et le fait de le traiter efficacement peut contribuer à alléger une partie de la pression ressentie.

Programmes AED pour la Lighting Industry

La simulation dans le secteur de l'éclairage

Dans le contexte actuel, il est important de proposer au marché des produits innovants, sûrs et conçus de manière optimale.

Pour atteindre le résultat souhaité, les concepteurs doivent savoir gérer la chaleur émise par la LED à l'intérieur du dispositif qui la contient afin de :

  • préserver la qualité de la lumière dans le temps
  • augmenter la durée de vie utile de l'appareil

Quelques degrés peuvent faire une différence significative. Par exemple, lors de la participation à un appel d'offre pour obtenir une commande de production de dispositifs destinés à l'éclairage public.

De plus, dans le cas des dispositifs destinés à un usage externe, les composants électroniques sont logés dans un boîtier étanche qui ne permet pas l'échange d'air avec l'extérieur. Cela rend la dissipation plus difficile, surtout si l'on considère que le design exige des formes attrayantes en plus de devoir être efficaces.

Simulation de la température d'un luminaire à LED pour l'éclairage public
Simulation de la température d'un luminaire à LED pour l'éclairage public

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Pourquoi la simulation est-elle si importante dans le secteur de l'éclairage (Lighting Industry) ?

Comme le montre le graphique ci-dessous, la simulation anticipée permet aux ingénieurs de gagner du temps et de réduire les coûts de leur conception. Le coût du produit est bloqué par les décisions prises lors des premiers stades de la conception, alors que l'on en sait peu sur celle-ci. De plus, le coût de la correction des défauts augmente à mesure que l'on avance dans le processus.

Il est important de simuler tôt et de simuler souvent. Les bons outils doivent être mis à disposition au bon moment afin que les informations soient accessibles pour une évaluation précoce. Cette pratique est appelée "Frontloading Simulation". Le frontloading désigne le concept consistant à intégrer la simulation très tôt dans le processus de conception, où elle peut fournir des informations opportunes pour créer une bien meilleure conception.

Une autre façon de décrire cette approche est de parler de conception basée sur la simulation, où la simulation est utilisée pour synthétiser et définir la conception physique, plutôt que simplement pour évaluer et valider les conceptions achevées.

La tendance fondamentale de la simulation est qu'elle devient meilleure, plus rapide, moins chère et même plus facile à utiliser. Cela a permis d'utiliser la simulation plus tôt et tout au long du processus de développement technique - du concept à la conception détaillée et à la validation des performances.

 

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Les principaux avantages de la conception basée sur la simulation

  1. La conception basée sur la simulation permet aux concepteurs de tester différentes variantes et d'apporter des modifications jusqu'à ce qu'ils trouvent une conception optimale.
  2. De plus, il existe des avantages liés à l'efficacité. Certains composants électroniques - tels que les MCPCB et les LED - sont utilisés dans différents produits. Leur caractérisation thermique permet de transférer rapidement les informations d'une conception à une autre, même lorsqu'il s'agit de produits différents en termes de dimensions ou de domaines d'application.
  3. L'expérience acquise dans le développement de la mécanique d'un produit, en ce qui concerne l'efficacité de la dissipation thermique, peut être partagée en interne et servir de base au développement de futurs projets.
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Simcenter FLOEFD pour le LED design

Simcenter FLOEFD est le meilleur outil pour adopter cette stratégie, notamment dans le cas de la conception de LED, principalement pour les 3 raisons suivantes.

Grâce à son intégration complète avec la CAO mécanique, vous pouvez obtenir :

  • Une utilisation directe de la géométrie de la CAO mécanique
  • Une détection automatique du domaine fluide
  • Une procédure de maillage rapide et simple (de plusieurs heures à quelques minutes)

Le résultat est que vous n'avez pas besoin de passer de la CAO à la CFD via des fichiers STEP, la conception et les modèles CFD restent synchronisés et le temps de simulation du produit est réduit.

Les études paramétriques automatiques dans Simcenter FLOEFD permettent l'analyse automatique des variantes de conception (géométries et utilisation) et l'optimisation de la conception :

  • Cela exploite à la fois les paramètres géométriques (dimensions, motifs, etc.) et les paramètres de simulation (dissipation thermique, conduction des matériaux)
  • Analyses et optimisations "What-if"
  • Automatismes pour la modification de la conception, la création de maillages et les calculs
  • Support complet des "configurations" et "instances" de produits MCAD
  • Simulations multiples "what-if" pour identifier la conception optimale
  • L'utilisateur gagne du temps et peut se concentrer sur la définition du modèle et non sur des tâches manuelles
  • Aide à trouver plus rapidement des conceptions optimisées

Une technologie dédiée permet de disposer de modèles thermo-optiques pour l'éclairage LED, de modèles d'irradiation avancés (rayonnement solaire) et de modélisation de la condensation.

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Stefano Morlacchi

Stefano
Morlacchi

Product Manager

Stefano is the product manager for CFD and Cabling design solutions. For more than 10 years he has been working in the field of computer-aided FEM and CFD analysis in the biomechanics, automotive, and oil and gas sectors.




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