A pesar de las desviaciones significativas en las dimensiones de algunos componentes - el conjunto completo consistía en 30 piezas individuales - un proveedor de nivel 1 de fabricantes de automóviles europeos pudo realizar un montaje de estructura conforme a las medidas. Con esto, demuestra que la simulación de la estructura se puede utilizar de manera innovadora para resolver con éxito desafíos complejos en el montaje de la estructura.
Un componente de suelo de solo 0,65 mm de grosor hecho de acero suave (similar al componente mostrado en la imagen 1) representó una prueba significativa para el proveedor. La simulación del proceso de conformado para este componente de suelo mostró que la pieza estaba claramente fuera de la especificación. Mientras que la tolerancia de recuperación permitida era de ±0,5 mm, el componente tenía una recuperación de 6 a 7 mm, y en el lado opuesto incluso hasta 11 mm. Así, la desviación superó el límite permitido por más de diez veces.
Esta diferencia crítica fue confirmada más tarde por las primeras pruebas de herramientas. Al principio, parecía que una nueva construcción del componente o un ajuste de la herramienta era la única solución, pero la inusualmente alta recuperación trajo consigo más desafíos.
Los profesionales experimentados saben que los componentes dentro de sus tolerancias no garantizan necesariamente un ensamblaje conforme. Incluso si todas las piezas individuales cumplen con las tolerancias especificadas, el resultado del ensamblaje resultante aún puede estar fuera de los límites permitidos. Antes de realizar cambios en el componente o la herramienta, el equipo de ingeniería del proveedor decidió llevar a cabo una simulación de la estructura con el componente que estaba fuera de la especificación. El objetivo era verificar si, a pesar de las desviaciones significativas del componente de suelo, se podría lograr un conjunto dentro de las tolerancias requeridas.
Las modernas soluciones de simulación como AutoForm permiten la creación de conjuntos virtuales a partir de una variedad de componentes, incluso si estos se fabricaron con diferentes métodos de producción, como conformado de chapa o conformado en caliente, así como conformado por rodillos. Sorprendentemente, la simulación de la estructura mostró que el conjunto total cumpliría con las especificaciones requeridas, a pesar de que el componente de suelo estaba claramente fuera de las tolerancias permitidas.
Este hallazgo abrió un camino completamente nuevo para la solución y hizo que los extensos cambios en las herramientas fueran inicialmente innecesarios. Para garantizar la fiabilidad de los resultados, el cliente luego llevó a cabo tres pasos esenciales para validar la simulación.
En el primer paso, el equipo de ingeniería simuló el proceso real de montaje de la estructura basado en las geometrías nominales. En el segundo paso, el equipo aumentó la precisión del análisis al reemplazar los datos CAD-0 por los resultados reales de las simulaciones de conformado. En el último paso, se validaron los resultados de la segunda fase. Para ello, el equipo de ingeniería utilizó las geometrías reales de los componentes, que fueron capturadas mediante escaneos 3D.
El éxito de la simulación fue seguido por el éxito en la práctica, ya que la simulación de la estructura había predicho con precisión los resultados reales: no fue necesaria una corrección de la recuperación de los componentes individuales para garantizar un ensamblaje exitoso. Las mediciones del conjunto de suelo real confirmaron la alta coincidencia con los resultados de la simulación. El uso de la simulación de la estructura trajo consigo diversas ventajas en este caso de aplicación.
Originalmente, el equipo de ingeniería buscaba una solución para reducir la alta recuperación. Sin embargo, la simulación de la estructura mostró que los componentes se ensamblarían dentro de las tolerancias requeridas durante el montaje. Esto permitió al proveedor prescindir del proceso de compensación y retrabajo de herramientas, así como de los ciclos de prueba asociados, ahorrando más de un mes de tiempo. Al final, la completa digitalización del proceso permite la evaluación virtual de una variedad de escenarios, sin incurrir en los costos de pruebas físicas.
El uso innovador de la simulación de la estructura demuestra que para un montaje exitoso de la estructura no es necesario que todos los componentes estén dentro de sus tolerancias individuales. Esto permite abordar con éxito un problema que anteriormente se consideraba insoluble. Para la simulación de la estructura, los componentes se importaron directamente de AutoForm Forming. Si se disponen de componentes reales, pueden ser capturados mediante escaneo 3D. Los archivos STL generados, que describen la geometría superficial real, pueden ser posteriormente importados a AutoForm Assembly.
El caso de aplicación ilustra el valor añadido de las modernas soluciones de simulación en la gestión de tareas de fabricación exigentes. Especialmente porque las suposiciones sobre la compensación de herramientas, el retrabajo asociado y el uso de una herramienta compensada podrían haber dañado irreversiblemente la herramienta. En este caso, habría sido necesario fabricar una nueva herramienta, cuyo costo, según estimaciones conservadoras, habría sido de alrededor de 130,000 euros. Al prescindir de la compensación de herramientas, se pudieron evitar costos significativos, así como un considerable esfuerzo de tiempo y trabajo.
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