"C'est comme être un chef" : le fabricant de pièces magnétiques personnalisées garde une longueur d'avance sur les tendances de conception de l'industrie grâce à l'IA

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Cet article est parrainé par Triad Magnetics, une entreprise qui propulse l'électronique sur les marchés grand public, commercial et industriel avec une technologie magnétique innovante depuis plus de 75 ans.

Lors de l'achat de composants magnétiques, des milliers de produits prêts à l'emploi sont disponibles. Mais que se passe-t-il si un client a besoin d'une exigence spécifique nécessitant une conception personnalisée ? Passer par plusieurs itérations d'un prototype, avec autant d'options, de décisions et de calculs impliqués, peut souvent rendre le processus de conception écrasant et chronophage.

"Je pense que c'est un peu comme un chef", déclare Lazaro Rodriguez, directeur de l'ingénierie de Triad Magnetics. "Vous essayez de trouver une recette standard, mais il y a toutes sortes d'ingrédients différents disponibles pour la faire. Vous pouvez penser que le magnétisme n'est qu'un fil et un noyau, mais il en existe tellement de types différents. ingénieur concepteur de choisir parmi les matériaux disponibles et de trouver la meilleure solution pour le client. C'est une sorte d'art.

Presque tout ce qui utilise de l'électricité nécessite un type de transformateur ou d'inductance magnétique, explique Bill Dull, président de Triad. Cela vaut pour une variété d'industries, y compris la médecine, la transformation des aliments, les communications et l'avionique. "Chaque application a une taille, des performances, un environnement et des exigences de sécurité différents", déclare Dull. "Et chaque fabricant aborde son projet différemment pour concevoir quelque chose qui n'a jamais été construit auparavant avec des possibilités infinies pour résoudre un problème spécifique. Nous recherchons continuellement des moyens d'aider nos ingénieurs à améliorer leurs "recettes" et à perfectionner l'art du design personnalisé."

Triad Magnetics est spécialisé dans les transformateurs et les inductances pour l'industrie électronique, avec des services allant de la conception personnalisée et du prototypage aux tests. Récemment, Triad s'est associé à Frenetic, une société basée en Europe qui utilise l'intelligence artificielle (IA) pour optimiser les procédures d'ingénierie obsolètes. L'objectif est de devancer les tendances de conception de l'industrie en rationalisant le chemin initial vers une conception personnalisée.

Bill Dull (BD): Nous essayons toujours d'équilibrer le coût, la fabricabilité et l'efficacité. Avec le magnétisme, les gens ne peuvent pas simplement utiliser ce qui se trouve sur l'étagère du magasin car ils ont besoin de produits existants nouveaux ou modifiés avec des matériaux qui répondent aux exigences de l'application. Mais il n'y a pas de manuel qui vous dise quoi faire, et il n'y a pas de matériel standardisé. La plupart de ce que nos ingénieurs savent, ils l'ont appris grâce à une formation en cours d'emploi et à des années d'expérience.

Lazaro Rodríguez (LR): Nos ingénieurs de conception seniors ont des discussions approfondies avec les clients pour mieux comprendre leurs besoins. À partir de là, nous allons créer un prototype pour tester notre sortie. Cette première tentative n'est peut-être pas encore exactement ce dont ils ont besoin, mais maintenant nous avons créé une référence, il sera donc plus facile de faire des ajustements qui nous rapprocheront de la solution finale.

Historiquement, il n'y a pas eu de programme simple ou de base de données infinie où vous pouvez simplement brancher quelques chiffres et il vous dit : "Voici la solution optimale". Il faut toujours beaucoup d'essais et d'erreurs basés sur l'expérience pour se rapprocher de l'endroit où vous devez être avant de passer par une ou deux itérations pour y parvenir parfaitement. L'efficacité du processus de conception dépend de la distance parcourue lors de cette première passe.

BD : Il y a un an, nous avons commencé à utiliser le logiciel de modélisation magnétique de Frenetic. En utilisant nos connaissances et notre expertise en matière de conception, nous prenons en compte les exigences variées des clients et insérons des données spécifiques dans le logiciel. Il propose ensuite une solution approximative presque instantanément.

Par exemple, le logiciel peut déterminer combien de fil une bobine prendra et combien de tours peuvent tenir sur cette bobine, en basant une solution de conception sur tous ces différents facteurs. L'idée est de rendre l'ingénierie plus efficace, car c'est la partie la plus coûteuse de la conception magnétique.

G / D: Ce que Frenetic nous permet de faire, c'est de proposer le design, puis de faire des itérations de ce design plus rapidement. Chaque fois que quelqu'un saisit des informations, la plate-forme d'IA de Frenetic est capable de créer plus de possibilités avec différentes variations de fils, de noyaux, de matériaux d'isolation et d'autres paramètres. Vous obtiendrez de meilleures conceptions et calculs au fur et à mesure que vous continuerez à utiliser le logiciel.

BD : Nos concurrents qui n'utilisent pas le logiciel doivent faire ces calculs manuellement, alors que le logiciel Frenetic nous fournit tous ces facteurs. Non seulement pouvons-nous concevoir plus rapidement et plus efficacement selon les spécifications du client, mais nous avons également le personnel et les machines pour rester compétitifs en créant des unités plus petites et plus efficaces. Nous préparons l'avenir : des applications haute puissance et haute fréquence fonctionnant à 500 kilohertz (kHz) ou plus.

BD : Nous avions un client qui avait besoin d'un transformateur résonnant LLC pour véhicules électriques (VE). Le logiciel Frenetic est particulièrement adapté à la conception LLC à haute fréquence, donc en l'utilisant, nous pourrions répondre plus efficacement aux besoins du client.

G / D: Nous avons d'abord réalisé un prototype, puis une révision de ce prototype initial pour répondre aux exigences du client en matière d'inductance de fuite. Les transformateurs LLC aident à créer des systèmes d'onduleurs que les systèmes de recharge de VE utilisent actuellement. Normalement, ces applications nécessitent plus d'énergie que l'électronique grand public et industrielle. La topologie LLC permet une plus grande efficacité à ces puissances supérieures.

BD : Dans les applications à haute puissance telles que la charge des batteries, une inefficacité minimale peut toujours entraîner une perte de puissance élevée car la quantité d'énergie impliquée est importante. Le monde s'oriente vers des batteries plus puissantes, des véhicules électriques et des applications d'énergie alternative. C'est là que Frenetic concentre sa modélisation logicielle. Essayer de rendre les choses plus petites et plus efficaces nécessite de fonctionner à une fréquence plus élevée et à mesure que les appareils se déplacent dans cette direction, Triad Magnetics se déplace également dans cette direction.

BD : Notre héritage de produits de catalogue prêts à l'emploi qui fonctionnent dans la gamme de transformateurs de puissance standard de 50 à 60 hertz est ce pour quoi les gens nous connaissent. Ils ne réalisent pas que la majorité de notre activité consiste en des travaux de conception personnalisés dans le domaine du magnétisme haute fréquence.

Dans les magnétiques à base de ferrite, il n'y a généralement pas beaucoup de tours de fil autour de la bobine. C'est un processus très laborieux car il s'agit de quelques tours de fil épais, d'un peu d'isolant, d'un fil plus petit, peut-être plus d'isolant, puis de ruban adhésif pour créer un espacement pour la sécurité. Cela demande beaucoup de compétences et il est difficile d'automatiser le magnétisme haute fréquence pour les applications à haute puissance.

Cependant, nos équipements d'usine sont bien adaptés à ce type de bobinage. Nos machines CNC facilitent le processus, maintiennent une qualité constante et accélèrent la production. Nous avons également un équipement d'espacement de noyau de ferrite, et nous pouvons y mettre différents espaces pour modifier l'inductance et les performances d'une pièce. Ces machines nous permettent de standardiser certains noyaux et matériaux, puis d'effectuer des ajustements en interne selon les besoins pour différentes applications.

Crédit d'image: Triad Magnetics