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ITER è una collaborazione globale tra 35 nazioni, l’Unione Europea (tramite EURATOM), Cina, India, Giappone, Corea, Russia e Stati Uniti, che sta costruendo il più grande tokamak al mondo a Cadarache, in Francia, per dimostrare che la fusione nucleare possa diventare una fonte energetica praticabile su larga scala. Trattandosi di una produzione in singolo esemplare, il Tokamak deve funzionare correttamente fin dal primo tentativo: non esiste un prototipo né un budget per rilavorazioni.
Diciotto magneti superconduttori a forma di «D» lunghi 14 metri circondano il vessel a vuoto, ciascuno con una tolleranza di gioco toroidale richiesta di soli ±0,5 mm. Calore, carichi strutturali e forze magnetiche durante il funzionamento comprimono e spostano la struttura: se l’uniformità del gioco esce dalla specifica, lo stress risultante può disallineare i magneti e danneggiare il dispositivo.
3DCS Variation Analyst modella l’intero assemblaggio del Tokamak (oltre 600 componenti, oltre 15.000 punti e 760 movimenti funzionali), eseguendo simulazioni Monte Carlo per determinare lo stato di conformità e quantificare l’impatto del rischio dovuto alla variazione dimensionale prima che i componenti raggiungano l’assemblaggio finale.
3DCS è distribuito come applicazione basata su CAA V5, integrando l’analisi delle tolleranze direttamente nell’ambiente di progettazione CATIA V5 di ITER per la gestione della configurazione e il monitoraggio della conformità, senza dover riformattare i dati CAD nativi.
Il team dimensionale di ITER sta perfezionando il modello di tolleranza del Tokamak da oltre un decennio, aggiungendo moduli di analisi per migliorare la precisione e ridurre i tempi di calcolo.
Un'analisi completa delle tolleranze a 5.000 iterazioni del modello Tokamak viene ora eseguita in soli 15 minuti, accelerando la gestione della configurazione e la valutazione del rischio.
Il modello supporta 6.000 misurazioni utilizzate per verificare lo stato di conformità ed eseguire studi di impatto su 30 requisiti funzionali e di assemblaggio.
L'analisi delle tolleranze sui diciotto magneti a forma di D mantiene il gioco toroidale entro ±0,5 mm, preservando l'allineamento strutturale sotto stress operativo estremo.
Gli ingegneri di ITER attendono ora i risultati dell'analisi 3DCS prima della prossima decisione progettuale, utilizzando i dati invece delle ipotesi per guidare il processo decisionale.
Da quando è stato costruito il primo modello di tolleranza del Tokamak, il team dimensionale di ITER lo ha continuamente ampliato con nuovi moduli di analisi 3DCS.
Il modello ora traccia circa 14.500 tolleranze e 35.000 misurazioni, contro le 2.200 tolleranze e le 6.000 misurazioni della versione originale, con contributi da tutte le 35 nazioni partner.
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