Robustezza

La robustezza è un tema importante nell'industria dello stampaggio della lamiera. Tradizionalmente, le aziende si sono concentrate sulla robustezza dello stampaggio soprattutto durante la fase di produzione, attraverso i loro dipartimenti di produzione e di qualità. Oggi, i software di simulazione moderni consentono alle aziende di affrontare i problemi relativi alla robustezza della formatura anche nel corso delle prime fasi di progettazione del prodotto e degli utensili. In altre parole, le aziende possono ora sviluppare i migliori progetti di prodotto ed utensili per un processo di stampaggio efficace e robusto.

Con un’analisi robusta, la stabilità del processo di imbutitura viene analizzata in condizioni di processo predefinite. Con un ciclo produttivo quotidiano, gli elementi possono essere prodotti un giorno in modo assolutamente lineare, mentre gli elementi prodotti il giorno successivo possono invece presentare dei problemi, per quanto le condizioni di produzione non siano assolutamente cambiate. Ciò è dovuto alla variabilità naturale di alcuni fattori incontrollabili e alle variazioni dei processi di stampaggio.

In condizioni reali di produzione, vi sono importanti ma inevitabili e incontrollabili variazioni dei parametri di progetto. Queste variazioni possono essere suddivise in due classi:

  • Variazioni (noise) di parametri di processo quali, ad esempio, fattori di tenuta dei bordini rompigrinza, raggi di raccordo dovuti all’usura degli utensili, variazione della pressione del premilamiera dovute allo stato della pressa, le fluttuazioni nella lubrificazione, ecc.
  • Variazioni (noise) delle proprietà dei materiali quali, ad esempio, lo snervamento, la resistenza alla trazione e valori R che possono variare da coil a coil e da fornitore a fornitore.

L’analisi di robustezza viene eseguita per analizzare l'influenza di queste variabili sul processo di formatura. L'utente definisce una possibile modifica per ogni variabile nella forma di un valore medio e la deviazione standard ad esso associata. Sulla base di queste variabili, simulazioni di stampaggio multiple sono eseguite automaticamente. Tutte queste simulazioni sono poi analizzate, attraverso un’analisi identica a quella svolta nell'analisi di sensibilità. Tuttavia, ora questa analisi si basa sulla variabilità delle variabili non controllabili (variabili di “disturbo”) e non sulla base dei parametri di progetto. In questo modo è possibile eseguire una analisi qualitativa che dipende direttamente dalle variabili di disturbo. Con un’analisi robusta, è possibile verificare se un processo di stampaggio fornisce risultati stabili sotto l'influenza della variabilità comune di vari parametri.

Se l'influenza e la sensibilità di queste variabili sono note, il processo di stampaggio può essere progettato di conseguenza in modo che:

  • La variabilità di alcuni parametri non pregiudichi la qualità voluta del risultato finale.
  • Gli scarti risultino minimizzati e allo stesso tempo l'efficienza della produzione aumenti.
  • Sia possibile definire limiti di tolleranza per il controllo di qualità dei materiali.

Il risultato viene utilizzato per prevedere la stabilità e le potenzialità dei processi di stampaggio in funzione delle variabili condizionate da variabilità. Un’analisi robusta consente all'utente di determinare una finestra di processo robusto in cui sono applicate le migliori condizioni di stampaggio, tenendo in considerazione le variabilità di determinati parametri.

Affrontare il tema della robustezza dello stampaggio è importante dal momento che potenziali problemi possono essere affrontati e risolti fin nelle prime fasi del ciclo di sviluppo del veicolo, con evidente risparmio di tempo e risorse. Questo significa che il time-to-market sarà estremamente più veloce per i nuovi modelli di auto, con evidenti vantaggi.

Ulteriori informazioni sull’analisi di robustezza eseguite con AutoForm sono disponibili in:

Produzione robusta alla Ford [inglese]

Progettare un processo di stampaggio affidabile – durante la progettazione di prodotto e processo [inglese]

Software per analisi della sensibilità, ottimizzazione e robustezza