Progettare un particolare ricavato per lavorazione meccanica partendo da un blocco di metallo è il modo migliore per ottenere la massima resistenza statica e a fatica; gli inglesi parlano in questo caso di “One Piece Design”. 

Un riduttore meccanico è una cosiddetta macchina rotante. Questo fa si che nel tempo le sue caratteristiche fisiche varino continuamente in dipendenza dalla configurazione meccanica assunta. I vari componenti ruotano a velocità generalmente differenti, con baricentri fuori asse che generano delle eccitanti armoniche corrispondenti.

Gli alberi possono avere dissimmetrie geometriche che si riflettono in rigidezze non assialsimmetriche che danno origine a componenti armoniche note. Gli ingranaggi durante il loro funzionamento generano eccitanti complesse a volte difficili da prevedere, in modo particolare quando siano presenti disallineamenti degli alberi e errori di lavorazione dei denti degli ingranaggi. Anche i cuscinetti impiegati nella trasmissione possono dare origine a componenti di disturbo nella trasmissione, anche se in genere di minore entità di quanto appena indicato (a meno che non diano luogo a disallineamenti importanti).

Quale sarà la vita del componente? Il design sviluppato è sufficientemente buono da garantire l’integrità strutturale almeno per il tempo per cui è stato progettato? Come si può programmare in modo economicamente vantaggioso un piano di manutenzione per sostituire quelle parti che inevitabilmente si romperanno? Come si può aumentare la vita di un componente che si guasta?

Questa e molte altre domande relative alla vita di un singolo componente o di un prodotto come assieme, trovano risposta nello studio del comportamento a fatica.

Ogni giorno l’ingegnere è chiamato a progettare strutture sempre più performanti e dalle geometrie sempre più complesse per poter rispondere ad un mercato più che mai competitivo.

Il binomio a cui bisogna sottostare è la riduzione dei pesi, per cui si devono scegliere spessori sempre più sottili ottimizzando la geometria del dettaglio, e la garanzia di rispettare standard di sicurezza sempre più alti.

Il lavoro del progettista va inserito in un contesto di concorrenza globalizzata, per cui il tempo che intercorre tra l’ideazione del prodotto e la sua commercializzazione, è determinante per decretarne il successo o l’insuccesso.