Un tempo progettare un nuovo prodotto era un’operazione che richiedeva molto tempo ed elevatissimi costi. Occorrevano anni per lanciare sul mercato un nuovo prodotto, per verificare la sua reale funzionalità e il soddisfacimento del cliente. Quando qualcosa andava storto il processo ricominciava nuovamente e s’impiegava tempo per raggiungere un nuovo modello del prodotto in grado di soddisfare il cliente. Nel mercato di oggi il diktat è “rapidità”. Dalla nascita dell’idea al prodotto finito pronto, testato e immesso sul mercato, passa un tempo infinitesimale se confrontato anche solo con pochi decenni or sono.

Questa forte riduzione dei tempi è stata possibile grazie alla progettazione, l’analisi, la prototipazione e la produzione assistita al calcolatore. Oggi è possibile sviluppare virtualmente l’intera catena produttiva partendo dall’idea iniziale, passando per tutte le fasi di progettazione, verifica e correzione, fino ai controlli dei processi produttivi e della qualità, andando a ridurre ogni minima imperfezione prima di produrre realmente il bene e quindi limitando drasticamente le perdite di tempo e di danaro. I metodi di modellazione numerica sono strumenti in grado di rappresentare, con un’adeguata precisione, la geometria di un sistema tenendo conto del suo comportamento chimico-fisico ed effettuando i debiti calcoli in tempi ragionevoli.

La simulazione numerica riduce il numero di costosi progetti, di prototipi e di stampi, migliora la progettazione dell’attrezzatura e ne allunga la durata, riduce gli scarti di materiale, riduce il tempo di sviluppo del prodotto e migliora la qualità del prodotto stesso. Uno degli esempi più innovativi di utilizzo della simulazione numerica in campo industriale è l’analisi mediante elementi finiti circa processi di rivestimento. Ad esempio la simulazione di processi PVD e CVD, dove l’effetto del plasma e/o della cinetica chimica gioca un ruolo fondamentale per la buona riuscita del rivestimento, risulta un mix di situazioni chimico-fisiche che possono essere studiate mediante simulazione numerica.

L’analisi dei plasmi così come l’interazione tra composti chimici richiede un effetto sinergico tra la meccanica dei fluidi, l’ingegneria delle reazioni chimiche, la cinetica fisica, il trasporto di calore, il trasporto di massa e l’elettromagnetismo. Modellare e simulare plasmi oppure predire reazioni chimiche vuol dire quindi affrontare un problema multi fisico che deve descrivere la complessa interazione tra diversi fenomeni. Sarà indispensabile nel prossimo futuro, per ottenere un buon rivestimento superficiale, essere in grado di gestire il processo sia dal punto di vista numerico, sia dal punto di vista pratico oppure come sempre è stato fatto sarà sufficiente?