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Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica

Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica Mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error en el conformado de chapa metálica

El proceso de conformado de chapa metálica se está haciendo cada vez más complejo debido al número en aumento de diferentes modelos de automóviles, a la complejidad de la geometría de las piezas estampadas, así como a las aplicaciones generalizadas de aceros de alta resistencia y de aluminio. Ante el incremento de la competencia global, los fabricantes de coches aspiran a entregar piezas estampadas de alta calidad usando tecnologías de vanguardia que les permiten un mayor ahorro en tiempo. Para abordar estos desafíos, AutoForm Engineering ha desarrollado un enfoque innovador a la mejora sistemática del proceso de conformado de chapa metálica. Este enfoque permite a los ingenieros mejorar sistemáticamente el proceso de conformado en chapa metálica ya desde la fase temprana de ingeniería.

La mejora sistemática de proceso (SPI) aporta una visión más profunda y transparencia al proceso de conformado identificando qué parámetros de diseño influyen en la calidad de la pieza y hasta qué punto. En SPI se realizan automáticamente múltiples simulaciones de estampado. Durante estas simulaciones se varían los parámetros de diseño mientras los ingenieros mantienen su atención en el conjunto de objetivos de calidad para la pieza estampada. El objetivo de calidad se puede especificar en relación a una o más variables de resultado en la simulación, p.ej. no roturas, no arrugas o suficiente estiramiento. De esta forma, los parámetros de diseño que más influencia tienen en la pieza estampada se pueden identificar ya durante la fase temprana de ingeniería. Los ingenieros pueden hacer los ajustes necesarios de los parámetros de diseño, y simultáneamente estar al tanto de los efectos que esos cambios tienen en toda la pieza simplemente mirando la pantalla de su ordenador. Este procedimiento da lugar a la mejora sistemática del proceso de conformado.

¿Cómo funciona en la práctica?

A modo de ejemplo, se realiza la simulación de una tapa maletero interior para presentar de qué manera se puede aplicar con éxito en la práctica la mejora sistemática de proceso en lugar de ensayo y error. Tras la simulación de la tapa maletero interior, los resultados muestran áreas críticas que indican el riesgo de roturas. Las principales tareas de un ingeniero en esta fase son examinar donde están estas áreas críticas en la pieza, qué medidas las resolverán con efectividad y qué ocurrirá como resultado en las otras áreas. Para mejorar el proceso de conformado y obtener una pieza sin roturas, se tiene que ajustar la fuerza de pisado con un valor actual de 1800 kN.

Ensayo y error

Cuando aplicamos el enfoque tradicional de ensayo y error, el ingeniero modifica el valor de la fuerza de pisado y vuelve a lanzar la simulación de nuevo. Los resultados de la simulación muestran si se escogió el valor de la fuerza de pisado adecuado para obtener la calidad de la pieza requerida sin roturas. Si no se alcanza, se lanzan nuevas simulaciones individuales con valores de fuerza de pisado adaptados hasta que se obtiene la calidad de pieza requerida sin roturas. Se considera la mejor solución para ese caso en particular al primer resultado exitoso. El enfoque de ensayo y error depende de la experiencia del ingeniero que lleva a cabo las simulaciones y es un proceso que consume mucho tiempo, ya que debe permitir el tiempo necesario para las correcciones de ensayo y error. Es obvio que se necesita una solución más fiable y rápida. Aplicando el enfoque SPI se obtienen resultados de simulación fiables correctamente evaluados, y que llevan a una considerable reducción del tiempo necesario para conseguir la calidad de la pieza requerida.

 

Mejora sistemática de proceso

La mejora sistemática de proceso mejora enormemente el proceso de conformado. Una vez se ha seleccionado el objetivo de calidad, que en este caso en una pieza sin roturas, se escoge la variable de diseño, la fuerza de pisado. Su valor actual de 1800 kN se considera ahora como variable con un rango entre 1000 kN (mín.) y 2000 kN (máx.). Se lanzan automáticamente múltiples simulaciones de estampado, cada una con un valor diferente de fuerza de pisado dentro de este rango. El software de AutoForm permite al ingeniero visualizar la ventana de proceso, p.ej. el sombreado verde en la ventana de proceso representa la configuración de la fuerza de pisado donde todos los problemas de rotura se solucionan y por el contrario, el sombreado rojo representa la configuración de la fuerza de pisado donde las roturas pueden aparecer. Para la tapa maletero interior, la ventana de proceso verde se alcanza con un rango de fuerza de pisado entre 1000kN y 1240 kN. El resultado final, con un valor de fuerza de pisado de 1100 kN, no identifica más áreas críticas donde puedan aparecer roturas.

En SPI, el mejor ajuste escogido de valores de variables de diseño resulta en el proceso más fiable. Permite a los ingenieros manejar con éxito geometrías de pieza complejas, materiales de alta resistencia y aluminio, plazos de entrega estrictos así como peticiones de alta calidad. Gracias a una mayor comprensión del proceso de conformado, se consiguen acortar los tiempos de desarrollo. Implementando SPI los ingenieros pueden abordar y resolver problemas clave de fabricación antes de meterse en la producción.

La mejora sistemática de proceso está completamente integrada en AutoFormplus R7

La mejora sistemática de proceso se puede llevar a cabo fácilmente con la última versión de AutoForm, AutoFormplus R7. Esta versión permite al usuario beneficiarse de todas las capacidades de AutoForm-Sigmaplus ya que ahora todas las funcionalidades de Sigma pre y post proceso están integradas en AutoForm-ProcessExplorerplus. Como resultado, los usuarios pueden asegurar un proceso de ingeniería altamente eficiente mientras alcanzan los requerimientos de calidad deseados.