Nonostante le significative deviazioni dimensionali di singoli componenti - l'intero gruppo di costruzione era composto da 30 singoli pezzi - un fornitore di Tier-1 per produttori automobilistici europei è riuscito a realizzare un montaggio del prototipo conforme alle misure. Dimostrando così che la simulazione del prototipo può essere utilizzata in modo innovativo per affrontare con successo sfide complesse nel montaggio del prototipo.
Un componente del fondo spesso solo 0,65 mm, realizzato in acciaio dolce (simile al componente mostrato nell'immagine 1), rappresentava una sfida significativa per il fornitore. La simulazione del processo di formatura per questo componente del fondo ha mostrato che il componente era significativamente al di fuori delle specifiche. Mentre la tolleranza di ritorno consentita era di ±0,5 mm, il componente aveva un ritorno di 6-7 mm, e sul lato opposto addirittura fino a 11 mm. Pertanto, la deviazione superava il limite consentito di oltre dieci volte.
Questa differenza critica è stata successivamente confermata dai primi test degli strumenti. Inizialmente, sembrava che una nuova progettazione del componente o un adattamento dello strumento fosse l'unica soluzione, ma l'insolita alta restituzione ha portato ulteriori sfide.
Professionisti esperti sanno che i componenti all'interno delle loro tolleranze non garantiscono necessariamente un assemblaggio conforme. Anche se tutti i singoli pezzi rispettano le tolleranze stabilite, il risultato dell'assemblaggio risultante può comunque essere al di fuori dei limiti consentiti. Prima di apportare modifiche al componente o allo strumento, il team di ingegneria del fornitore ha deciso di eseguire una simulazione del prototipo con il componente al di fuori delle specifiche. L'obiettivo era verificare se, nonostante le significative deviazioni del componente del fondo, si potesse ottenere un gruppo di costruzione all'interno delle tolleranze richieste.
Soluzioni di simulazione moderne come AutoForm consentono la creazione di gruppi di costruzione virtuali da una varietà di componenti, anche se questi sono stati realizzati con diversi metodi di produzione, ad esempio tramite formatura a freddo o a caldo e formatura a rulli. Sorprendentemente, la simulazione del prototipo ha mostrato che l'intero gruppo di costruzione avrebbe soddisfatto le specifiche richieste, nonostante il componente del fondo fosse significativamente al di fuori delle tolleranze consentite.
Questa scoperta ha aperto un nuovo percorso di soluzione e ha reso inizialmente superflue ampie modifiche agli strumenti. Per garantire l'affidabilità dei risultati, il cliente ha successivamente eseguito tre passaggi fondamentali per la validazione della simulazione.
Nel primo passaggio, il team di ingegneria ha simulato il reale processo di montaggio del prototipo sulla base delle geometrie nominali. Nel secondo passaggio, il team ha aumentato la precisione dell'analisi sostituendo i dati CAD-0 con i risultati effettivi delle simulazioni di formatura. Nell'ultimo passaggio, i risultati della seconda fase sono stati convalidati. A tal fine, il team di ingegneria ha utilizzato le geometrie effettive dei componenti, acquisite tramite scansioni 3D.
Al successo della simulazione è seguito il successo nella pratica, poiché la simulazione del prototipo aveva previsto con precisione i risultati reali: non era necessaria alcuna correzione del ritorno di singoli componenti per garantire un assemblaggio di successo. Le misurazioni sul reale gruppo di costruzione del fondo hanno confermato l'alta corrispondenza con i risultati della simulazione. L'uso della simulazione del prototipo ha portato diversi vantaggi in questo caso applicativo.
Inizialmente, il team di ingegneria cercava una soluzione per ridurre l'elevato ritorno. Tuttavia, la simulazione del prototipo ha mostrato che i componenti sarebbero stati assemblati all'interno delle tolleranze richieste durante il montaggio. Ciò ha permesso al fornitore di rinunciare al processo di compensazione e rifinitura degli strumenti e ai relativi cicli di prova, risparmiando oltre un mese di tempo. Infine, la completa digitalizzazione del processo consente la valutazione virtuale di vari scenari, senza generare i costi di prove fisiche.
L'uso innovativo della simulazione del prototipo dimostra che per un montaggio del prototipo di successo non è necessario che tutti i componenti rientrino necessariamente nelle loro tolleranze individuali. Questo consente di affrontare con successo un problema precedentemente considerato irrisolvibile. Per la simulazione del prototipo, i componenti sono stati importati direttamente da AutoForm Forming. Se sono disponibili componenti reali, possono essere acquisiti tramite scansione 3D. I file STL generati, che descrivono la geometria superficiale effettiva, possono poi essere importati in AutoForm Assembly.
Il caso applicativo evidenzia il valore aggiunto delle moderne soluzioni di simulazione nell'affrontare compiti di produzione impegnativi. Soprattutto perché le ipotesi riguardanti la compensazione degli strumenti, il lavoro di rifinitura associato e l'uso di uno strumento compensato avrebbero potuto danneggiare irreversibilmente lo strumento. In questo caso, sarebbe stata necessaria la produzione di un nuovo strumento, il cui costo, secondo stime conservative, sarebbe stato di circa 130.000 euro. Rinunciando alla compensazione degli strumenti, sono stati evitati costi significativi, nonché un notevole dispendio di tempo e lavoro.
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