Trocknersimulation
Ein Schritt auf dem Weg zur digitalen Lackierfabrik
Der Lackierprozess von Automobilkarosserien ist ein komplexer Vorgang. Nach den verschiedenen Lackierschritten wird die gesamte Karosserie in Öfen von bis zu 100 m Länge auf Temperaturen von bis zu 180 °C aufgeheizt, um den Lack zu trocknen. Eine geeignete Aufheizung ist Grundvoraussetzung für ein optimales Lackierergebnis.INPRO begann im Jahr 2003 mit Arbeiten zur Simulation des Aufheiz- und Trocknungsvorgangs. Auf der Basis physikalischer Grundlagen wurde ein Simulationsmodell entwickelt, das sämtliche Wärme- und Abdunstphänomene sowie deren komplexe Wechselwirkungen berücksichtigt. Der Simulationsansatz wurde sowohl an einer Golf-A5-Teilkarosserie als auch in einem realen Durchlauftrockner erfolgreich verifiziert.
Als Ergebnis kann zu jedem Zeitpunkt des Trocknungsvorgangs an jeder Stelle der Karosserie sowohl die Temperatur als auch die Lackfeuchtigkeit mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Die Simulation der Trocknungs- und Einbrennvorgänge ermöglicht die Bestimmung der Einflüsse von Luftfeuchtigkeit, Luftführung, Bauteiländerungen oder Temperatur auf das Lackierergebnis.
Kritische Karosseriestellen wie z. B. Türfalze können vorab identifiziert und Maßnahmen zur Verbesserung des Lackierergebnisses auf ihre Eignung hin überprüft werden. Mit dem Ziel einer kalibrationsfreien Simulationssoftware als Planungswerkzeug wurden die Arbeiten zusammen mit den Gesellschaftern bis 2007 vorangetrieben.
INPRO konnte mit der Trocknersimulation ein zentrales Element der Prozesskettensimulation erarbeiten und hierfür die Prinziptauglichkeit nachweisen. Die Simulation der Trocknungs- und Einbrennvorgänge innerhalb des Lackierprozesses von Automobilkarosserien ist ein wichtiger Schritt zur zukünftigen Simulation durchgängiger Prozessketten im Sinne der Digitalen Fabrik.
Dies gilt sowohl bei der Planung neuer und der Optimierung bestehender Anlagen als auch bei der Einführung neuer Fahrzeugmodelle. Insbesondere der Vorproduktionsprozess kann damit verkürzt und die Anzahl an Prototypen reduziert werden.