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Análisis de defectos superficiales

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Los fabricantes de vehículos intentan construir sus nuevos modelos de coche usando el actual estado del arte de las tecnologías, con la cuales reduzcan los largos e intensos procesos de trabajo e incrementen la precisión de la planificación. Mediante la implementación de estas tecnologías se puede reducir de manera óptima el periodo de tiempo entre la congelación del diseño y la fecha de lanzamiento de producción.

Dentro del proceso de desarrollo del producto, una actividad que implica una gran cantidad de tiempo es la optimización de los defectos superficiales, particularmente las debidas a las caídas de superficie durante la puesta a punto. Éstas se caracterizan por cambios inesperados de curvatura, es decir desviaciones aisladas entre la geometría real y la deseada.

En la fase de puesta a punto, la detección y medición de las caídas de superficie se llevan a cabo pasando la piedra o con una medición óptica. Especialistas con mucha experiencia discuten y definen las medidas de ajuste de la herramienta, las cuales incluyen usualmente un mecanizado adicional de las herramientas. El grado en el que estas medidas llevan a una mejora del defecto de la caída, se hace aparente sólo después de su implementación. Con el fin de conseguir un resultado satisfactorio, normalmente se necesitan varios loops de optimización. Estas pruebas no sólo implican un consumo de tiempo y costes sino que además son difíciles de planificar. Como resultado, los fabricantes de coches, particularmente productores de volumen en segmentos de gama media y alta, tienen que permitir espacios de tiempo para implementar las medidas apropiadas.

A fin de generar ahorros de tiempo y coste pero especialmente para aumentar la precisión en la planificación, se deben trasladar estas optimizaciones de los defectos estéticos desde la fase de puesta a punto a una fase más temprana, la de validación virtual del proceso. Con este objetivo en mente, AutoForm ha examinado intensamente la detección y medida de esos defectos superficiales, focalizándose en el cómo y lo bien que se detectan y miden estas caídas de superficie usando el software AutoForm.

También se examinaron los mecanismos que juegan un papel más importante en la apariencia de las caídas de la superficie. Basadas en estas investigaciones, se desarrollaron variables de defectos superficiales adecuadas y se definió un flujo de trabajo para la detección y optimización virtual de éstos.

Análisis de defectos superficiales de acuerdo al flujo de trabajo de AutoForm

En los últimos años ha habido una mejora continua en el procedimiento de la detección y optimización de los defectos superficiales, y se presenta en las siguientes secciones. El flujo de trabajo recomendado para la evaluación de las caídas de superficie se estructura de la siguiente manera:

Ajuste de la simulación de acuerdo a las recomendaciones de AutoForm

El análisis de las caídas de superficie requiere una mayor precisión que una simulación y definición de proceso. Por lo tanto se deben definir las funciones de las herramientas según el proceso real, incluyendo la inserción de la pieza y el cierre de las herramientas. Además se deben escalar las herramientas para evitar deformaciones plásticas no deseadas durante el cierre de las mismas.

Asegurar factibilidad y calidad de pieza

El segundo paso es asegurar la viabilidad y calidad de la pieza respecto a los requerimientos de la superficie “Clase A”. En particular, se deben chequear con cuidado los corrimientos del material a través de los radios.

Analizar la geometría deseada

Posteriormente se lleva a cabo un análisis de la geometría de referencia. De este modo los planificadores de proceso tienen una comprensión clara de los deseos de los diseñadores de la pieza referentes a sus curvaturas.

Comparar los resultados de la simulación con la pieza de referencia

Comparando la geometría deseada con el resultado obtenido de la simulación, se visualizan las desviaciones de curvatura. Para esta tarea, AutoForm proporciona variables para el análisis directo de curvatura, por ejemplo el calibre de tres puntos (Three Point Gauging). Se pueden obtener más detalles acerca del grado de la caída usando variables de referencia más sofisticadas, como Surface Lows “Stoning”. La imagen inferior muestra los resultados del análisis de las caídas de superficie llevado a cabo según el flujo de trabajo recomendado.

Identificar e implementar las medidas de mejora

Basándose en los defectos superficiales identificados, el usuario decide cómo se debería adaptar el proceso de conformado con el fin de abordar los problemas. Es necesario entonces integrar estas medidas en el ajuste de la simulación.

Chequear el éxito de las medidas implementadas

El último paso es calcular la simulación para analizar y confirmar si las medidas implementadas han sido efectivas.

El proceso “Evaluación y optimización de la caída de superficie” se puede trasladar en gran medida de la puesta a punto a la ingeniería de proceso. Los beneficios asociados son un ahorro de tiempo y coste en la puesta a punto y un incremento significativo en la previsibilidad de la planeación.