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Dürr Digitaler Zwilling simuliert die Schichtdicken direkt in der Lackierkabine

| Redakteur: M.A. Frauke Finus

Gleichmäßige Schichtdicken sind in der industriellen Autolackierung ein wichtiger Qualitätsfaktor. Bisher sind bei der Einführung neuer Modelle zahlreiche Testläufe erforderlich, bis die Lackierergebnisse perfekt sind. Dürr ist es jetzt gelungen, Schichtdicken virtuell zu berechnen und das Modul in die bestehende Programmiersoftware für Applikationsroboter einzubetten.

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Das Simulationsprogramm DXQ3D.onsite summiert die Schichtdicken auf und stellt diese in einem Farbverlauf auf der Karosserie dar. Zu hohe Schichtdicken werden rot und zu niedrige Schichtdicken blau dargestellt.
Das Simulationsprogramm DXQ3D.onsite summiert die Schichtdicken auf und stellt diese in einem Farbverlauf auf der Karosserie dar. Zu hohe Schichtdicken werden rot und zu niedrige Schichtdicken blau dargestellt.
(Bild: Dürr)

Bei jedem neuen Projekt in einer Lackiererei, beispielsweise der Einführung eines neuen Modells, müssen zahlreiche Prozesse und Parameter sehr präzise eingestellt werden, bis der applizierte Lack an jeder Stelle der Karosserie die geforderte Schichtdicke aufweist. Bis alles richtig justiert ist, werden in einem aufwändigen Parametrierprozess Karosserien testweise lackiert. Dieses Verfahren können Hersteller mit dem neuen Simulationswerkzeug von Dürr jetzt virtuell abbilden und optimieren, wie es in einer Unternehmensmitteilung heißt. „In der Realität ist es daher möglich, die Anzahl der Testlackierungen auf wenige Versuche und die Anzahl der Testkarosserien um mehr als 50 % zu reduzieren. Das macht Inbetriebnahmen effizienter, senkt die Materialkosten und führt zu weniger fehlbeschichteten Karosserien“, erklärt Dr. Lars Friedrich, President & CEO Application Technology der Dürr Systems AG.

Auf dem Weg zur digitalen Lackiererei

Die Simulation des Lackierprozesses ist einer von vielen wichtigen Bausteinen auf dem Weg zur vollständig digitalisierten Lackiererei. Das Ziel ist es, mit durchgängig computerunterstützten Produkt- und Prozessentwicklungen den Lackiervorgang wirtschaftlicher zu machen – bei gleichbleibend höchster Qualität, wie es seitens Dürr heißt. Simulationen unterstützen dabei, noch bevor die ersten Fahrzeug-Prototypen überhaupt in die Produktion kommen. Mit qualifizierten Berechnungen untersuchen sie, wo eventuell Probleme auftreten könnten. In Bezug auf die Schichtstärke beinhaltet dies auch anspruchsvoll zu lackierende Karosseriestellen, wie beispielsweise Stöße am Kofferraum, wie es heißt.

Realität vorab am Computer visualisieren

Das Konzept des neuen Moduls von DXQ3D.onsite ist dreigeteilt. Im ersten Schritt wird virtuell berechnet, wie viel Lack an jeder Stelle aufgetragen wird. Die Software simuliert dabei ausschließlich mit idealisierten, virtuellen Spritzbildern, die sich eng an reale Gegebenheiten anlehnen. Die Spritzbilder sind dynamisch in der Höhe und mit unterschiedlichen Breiten skalierbar, wie es weiter heißt. Der Nutzer könne mit diesen beiden Parametern „spielen“, um abzuschätzen und zu visualisieren, wie sich unterschiedliche Spritzbildbreiten und prozentuale Ausflussraten grundsätzlich auf die Schichtdickenverteilung auswirken.

Um die Realität vorab am Computer abzubilden, erstellt das Softwaremodul einen digitalen Zwilling von allen entscheidenden Einzelkomponenten in Form elektronischer Daten. Bei der ersten Simulation rechnet das Tool die eingelesenen Dateiformate automatisch in ein eigenes 3D-Dateiformat der Karosserie um. Das hält alle benötigten Zusatzdaten bereit und entfernt gleichzeitig alle für die Lackierung unwesentlichen Daten. Dadurch verringern sich der benötigte Speicherplatz sowie die Rechenzeit, so dass sich das Programm auch direkt an der Lackierkabine per Notebook in der Produktion einsetzen lässt, wie Dürr mitteilt. Werden alle relevanten Daten final zusammengeführt, entsteht ein virtuelles Spritzbild entlang der offsite-programmierten Roboterbahnen. Es summiert die Schichtdicken auf und stellt diese in einer 3D-Farbkarte dar. So können verschiedene Optimierungslösungen transparent visualisiert, in Teamarbeit abgewogen und verbessert werden, wie es heißt.

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