Simulazione degli strati verniciatura in digitale con Dürr
10/11/2020

Dürr presenta una soluzione che impiega un gemello digitale per simulare gli spessori di strati di verniciatura delle scocche auto direttamente nella cabina di applicazione. La funzionalità è incorporata come modulo nel software di programmazione DXQ3D.onsite, incluso nella fornitura di ogni robot di verniciatura Dürr.

Il software provvede al calcolo virtuale degli spessori degli strati di vernice, modellando e ottimizzando il processo di parametrizzazione, riducendo al minimo la quantità di verniciature di prova reali a pochi test, riducendo altresì la quantità di scocche di prova in misura superiore al 50%. Le simulazioni sono di aiuto anche prima che inizi la produzione dei primi prototipi di automobili: usando calcoli fondati, infatti, queste determinano le zone potenzialmente problematiche. In termini di spessore dello strato di vernice, queste zone comprendono quelle parti della scocca che sono difficili da applicare, come per esempio i giunti nel portabagagli.

Il modulo è basato su un concetto a tre fasi, con una prima che segue un calcolo virtuale della quantità di vernice che deve essere applicata in ogni punto, con simulazioni che impiegano modelli ideali di verniciatura virtuale il più vicino possibile alle condizioni reali.  L’altezza dei modelli di verniciatura può essere scalata in continuomcosì come la larghezza, secondo varie dimensioni disponibili. L’utente può ‘giocare’ con questi due parametri per valutare e visualizzare l’effetto generale che le diverse larghezze del modello di verniciatura e le diverse percentuali di portata avranno sull’uniformità dello spessore dello strato di verniciatura.

Per modellare la realtà in anticipo sul computer, il modulo del software crea un gemello digitale per ogni singolo componente chiave, sotto forma di dati elettronici. Durante la prima simulazione, lo strumento converte automaticamente i formati di file caricati nel proprio formato di file 3D della carrozzeria. Questo sistema permette di tenere sempre disponibili tutti i dati supplementari necessari e, allo stesso tempo, di rimuovere tutti i dati irrilevanti per il processo di verniciatura. Di conseguenza vengono ridotti sia lo spazio di memoria necessario sia il tempo di calcolo, perciò il programma può anche essere utilizzato direttamente su un computer portatile direttamente presso la cabina di verniciatura in produzione.

Duerr-process-simulationDopo che tutti i dati pertinenti sono stati definitivamente raccolti viene prodotto un modello di verniciatura virtuale lungo le traiettorie dei robot, programmate fuori sede. Il modello somma gli spessori degli strati e li mostra in una mappa tridimensionale della verniciatura che permette di visualizzare in modo trasparente le diverse soluzioni di ottimizzazione, le quali saranno poi valutate da un team e ottimizzate.

Le simulazioni del software non prendono in considerazione vernici specifiche, ragion per cui il concetto di simulazione del processo include un test reale nel laboratorio di prova di Dürr, in qualità di seconda fase dopo l’ottimizzazione virtuale. In questo test vengono utilizzati i materiali di verniciatura scelti dal cliente. I valori misurati vengono usati nella terza (ed ultima) fase per tradurre i parametri virtuali usati nella simulazione, come la larghezza del modello di verniciatura e la percentuale di portata, in parametri per l’atomizzatore. Durante questa traduzione, i risultati reali vengono integrati nel programma di simulazione. Non appena la mappa viene importata, il software suggerisce automaticamente possibili parametri per l’atomizzatore.

La prima prova di verniciatura reale di una scocca viene poi eseguita in base a questo set di parametri pre-ottimizzati.  I tempi di calcolo ridotti permettono di simulare gli spessori di verniciatura di intere scocche e valutarne la qualità in pochi minuti, anche impiegando un comune PC.

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