Pomimo znacznych odchyleń wymiarowych poszczególnych komponentów – cała grupa składała się z 30 części – dostawca Tier-1 dla europejskich producentów samochodów zdołał zrealizować wymiarowy montaż surowych elementów. Dowodzi to, że symulacja surowych elementów może być wykorzystywana w innowacyjny sposób do skutecznego rozwiązywania złożonych wyzwań w montażu surowych elementów.
Jedynie 0,65 mm cienki element podłogowy z miękkiej stali (podobny do elementu przedstawionego na zdjęciu 1) stanowił dla dostawcy znaczne wyzwanie. Symulacja procesu formowania dla tego elementu podłogowego wykazała, że element znacznie odbiegał od specyfikacji. Podczas gdy dopuszczalna tolerancja sprężystości wynosiła ±0,5 mm, element miał sprężystość od 6 do 7 mm, a po przeciwnej stronie nawet do 11 mm. W ten sposób odchylenie przekroczyło dopuszczalny limit ponad dziesięciokrotnie.
Ta krytyczna różnica została później potwierdzona przez pierwsze próby narzędziowe. Na początku wydawało się, że jedynym rozwiązaniem jest nowa konstrukcja elementu lub dostosowanie narzędzia, jednak niezwykle wysoka sprężystość przyniosła ze sobą dodatkowe wyzwania.
Doświadczeni specjaliści wiedzą, że elementy mieszczące się w swoich tolerancjach niekoniecznie gwarantują wymiarowy montaż. Nawet jeśli wszystkie części spełniają określone tolerancje, wynikowy efekt montażu może nadal znajdować się poza dopuszczalnymi granicami. Zanim wprowadzono zmiany w elemencie lub narzędziu, zespół inżynieryjny dostawcy zdecydował się przeprowadzić symulację surowych elementów z elementem, który znajdował się poza specyfikacją. Celem było sprawdzenie, czy pomimo znacznych odchyleń elementu podłogowego można osiągnąć grupę mieszczącą się w wymaganych tolerancjach.
Nowoczesne rozwiązania symulacyjne, takie jak AutoForm, umożliwiają tworzenie wirtualnych grup z różnych komponentów, nawet jeśli są one produkowane różnymi metodami, na przykład przez formowanie blachy lub formowanie na gorąco oraz formowanie na rolkach. Zaskakująco, symulacja surowych elementów wykazała, że cała grupa spełniłaby wymagane specyfikacje, mimo że element podłogowy sam w sobie był znacznie poza dopuszczalnymi tolerancjami.
To odkrycie otworzyło zupełnie nową drogę rozwiązania i początkowo uczyniło rozległe zmiany w narzędziach zbędnymi. Aby zapewnić wiarygodność wyników, klient następnie przeprowadził trzy zasadnicze kroki w celu walidacji symulacji.
W pierwszym kroku zespół inżynieryjny symulował rzeczywisty proces montażu surowych elementów na podstawie geometrii nominalnych. W drugim kroku zespół zwiększył dokładność analizy, zastępując dane CAD-0 rzeczywistymi wynikami symulacji formowania. W ostatnim kroku wyniki drugiej fazy zostały zwalidowane. W tym celu zespół inżynieryjny wykorzystał rzeczywiste geometrie komponentów, które zostały zarejestrowane za pomocą skanów 3D.
Sukces symulacji zaowocował sukcesem w praktyce, ponieważ symulacja surowych elementów precyzyjnie przewidziała rzeczywiste wyniki: korekta sprężystości poszczególnych elementów nie była konieczna, aby zapewnić udany montaż. Pomiary rzeczywistej grupy podłogowej potwierdziły wysoką zgodność z wynikami symulacji. Wykorzystanie symulacji surowych elementów przyniosło w tym przypadku różnorodne korzyści.
Początkowo zespół inżynieryjny poszukiwał rozwiązania mającego na celu redukcję silnej sprężystości. Jednak symulacja surowych elementów wykazała, że komponenty będą łączone w wymaganych tolerancjach podczas montażu. Dzięki temu dostawca mógł zrezygnować z procesu kompensacji i poprawek narzędzi oraz związanych z tym prób, oszczędzając ponad miesiąc czasu. Ostatecznie pełna cyfryzacja procesu umożliwia wirtualną ocenę różnorodnych scenariuszy, bez generowania kosztów fizycznych prób.
Innowacyjne zastosowanie symulacji surowych elementów dowodzi, że dla udanego montażu surowych elementów niekoniecznie wszystkie komponenty muszą mieścić się w swoich tolerancjach. Umożliwia to skuteczne rozwiązanie problemu, który wcześniej uważano za nierozwiązywalny. Do symulacji surowych elementów komponenty były importowane bezpośrednio z AutoForm Forming. Jeśli dostępne są rzeczywiste elementy, można je zarejestrować za pomocą skanowania 3D. Wygenerowane pliki STL, które opisują rzeczywistą geometrię powierzchni, mogą następnie zostać zaimportowane do AutoForm Assembly.
Przykład zastosowania ilustruje wartość dodaną nowoczesnych rozwiązań symulacyjnych w radzeniu sobie z wymagającymi zadaniami produkcyjnymi. Zwłaszcza, że założenia dotyczące kompensacji narzędzi, związanej z tym poprawek oraz użycia skompensowanego narzędzia mogłyby nieodwracalnie uszkodzić narzędzie. W takim przypadku konieczne byłoby wyprodukowanie nowego narzędzia, którego koszt według konserwatywnych szacunków wynosiłby około 130 000 euro. Dzięki rezygnacji z kompensacji narzędzi udało się uniknąć znacznych kosztów oraz znacznego czasu i wysiłku.
Kontakt:
