I přes značné odchylky jednotlivých komponentů – celá sestava se skládala z 30 jednotlivých dílů – dokázal dodavatel Tier-1 pro evropské automobilky realizovat měřítkovou montáž hrubého dílu. Tím prokázal, že simulace hrubého dílu může být inovativně využita k úspěšnému řešení složitých výzev v montáži hrubého dílu.
Pouze 0,65 mm tenký základní díl z měkké oceli (podobný dílu zobrazenému na obrázku 1) představoval pro dodavatele značnou zkoušku. Simulace procesu tváření pro tento základní díl ukázala, že díl byl výrazně mimo specifikaci. Zatímco povolená tolerance zpětného pružení byla ±0,5 mm, měl díl zpětné pružení 6 až 7 mm, na protější straně dokonce až 11 mm. Tímto způsobem překročila odchylka povolený limit více než desetinásobně.
Tento kritický rozdíl později potvrdily první zkoušky nástrojů. Zpočátku se zdálo, že jediným řešením by byla nová konstrukce dílu nebo úprava nástroje, avšak neobvykle vysoké zpětné pružení přineslo další výzvy.
Zkušení odborníci vědí, že díly v rámci svých tolerancí nemusí nutně zaručovat měřítkovou montáž. I když všechny jednotlivé díly splňují stanovené tolerance, může být výsledná montáž stále mimo povolené hranice. Před provedením změn na dílu nebo nástroji se inženýrský tým dodavatele rozhodl provést simulaci hrubého dílu s dílem, který byl mimo specifikaci. Cílem bylo zjistit, zda by bylo možné dosáhnout sestavy v rámci požadovaných tolerancí, i přes značné odchylky základního dílu.
Moderní simulační řešení jako AutoForm umožňují vytváření virtuálních sestav z různých dílů, i když byly vyrobeny různými výrobními metodami, například lisováním nebo teplým tvářením a válcováním. Překvapivě simulace hrubého dílu ukázala, že celá sestava splní požadované specifikace, i když základní díl byl sám výrazně mimo povolené tolerance.
Toto zjištění otevřelo zcela novou cestu řešení a zpočátku učinilo rozsáhlé změny nástrojů nadbytečnými. Aby byla zajištěna spolehlivost výsledků, provedl zákazník následně tři zásadní kroky k validaci simulace.
V prvním kroku inženýrský tým simuloval skutečný proces montáže hrubého dílu na základě nominálních geometrií. Ve druhém kroku tým zvýšil přesnost analýzy tím, že nahradil CAD-0 data skutečnými výsledky simulací tváření. V posledním kroku byly výsledky druhé fáze validovány. K tomu inženýrský tým použil skutečné geometrie dílů, které byly zachyceny pomocí 3D skenů.
Úspěšné simulaci následoval úspěch v praxi, protože simulace hrubého dílu přesně předpověděla skutečné výsledky: Oprava zpětného pružení jednotlivých dílů nebyla nutná k zajištění úspěšné montáže. Měření na skutečné základní sestavě potvrdila vysokou shodu s výsledky simulace. Použití simulace hrubého dílu přineslo v tomto případě různé výhody.
Původně inženýrský tým hledal řešení pro snížení silného zpětného pružení. Simulace hrubého dílu však ukázala, že díly budou během montáže spojeny v rámci požadovaných tolerancí. Tímto způsobem se dodavatel mohl vyhnout procesu kompenzace a úprav nástrojů, stejně jako souvisejícím zkušebním cyklům a ušetřit více než měsíc času. Nakonec plná digitalizace procesu umožňuje virtuální hodnocení nejrůznějších scénářů, aniž by způsobovala náklady fyzických pokusů.
Inovativní použití simulace hrubého dílu dokazuje, že pro úspěšnou montáž hrubého dílu není nutné, aby všechny díly ležely uvnitř svých tolerancí jednotlivých dílů. To umožňuje úspěšně zvládnout problém, který byl dříve považován za neřešitelný. Pro simulaci hrubého dílu byly díly přímo importovány z AutoForm Forming. Jsou-li k dispozici skutečné díly, mohou být zachyceny pomocí 3D skenování. Z toho vzniklé STL soubory, které popisují skutečnou povrchovou geometrii, mohou být následně importovány do AutoForm Assembly.
Případová studie ilustruje přidanou hodnotu moderních simulačních řešení při zvládání náročných výrobních úkolů. Zvláště když předpoklady týkající se kompenzace nástrojů, související dodatečné práce a použití kompenzovaného nástroje by mohly nástroj nevratně poškodit. V tomto případě by bylo nutné vyrobit nový nástroj, jehož náklady by podle konzervativních odhadů činily přibližně 130 000 eur. Zřeknutím se kompenzace nástrojů bylo možné vyhnout se značným nákladům a podstatnému časovému a pracovnímu úsilí.
Kontakt:
