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Digital Engineering

Digitale Hohlraumkonservierungs-Simulation (HRK-Simulation)

Unsere Simulationsabteilung kann schon in einer frühen Entwicklungsphase, auf Basis von 3D-CAD-Konstruktionsdaten, die Applikation der Hohlraumkonservierung (HRK) absichern.

Die Vorteile der digitalen Simulation:

  • Wir entwickeln Ihre Düsenköpfe.
  • Wir optimieren den Materialverbrauch schon vor dem Prototypenbau oder dem Produktionsstart.
  • Wir können Auswirkungen von Designänderungen auf den Wachsprozess untersuchen.
  • Sie können durch Simulation Ihre Prozessplanungen absichern und den Niederschlag von Overspray an unerwünschten Stellen reduzieren bzw. vermeiden.

Produktionsprozess der digitalen HRK-Simulation

Schritt 1: Simulation und Auslegung

Die HRK-Simulation basiert auf einer CFD- / Strömungs-Simulation des gesamten Applikationsprozesses. Dazu zählen neben der Simulation der Wachsapplikation auch weitere Prozessschritte, wie z.B. das Aufheizen der Karosserie durch einen Ofen oder Infrarotstrahlung, die Berechnung der Düseninnenströmung oder die Ausbreitung von Emissionen innerhalb des Gesamtfahrzeugs.

Im Verlauf der Simulation können wir sämtliche Prozessparameter wie Zeiten, Kippwinkel und -richtung, Temperaturen, Applikationsdruck, etc. berücksichtigen. Dadurch sind wir in der Lage, Ihren gesamten Wachsprozess abzubilden.
Für das optimale Beschichtungsergebnis sind die richtige Auslegung der Düsen, die Verteilung des Materials im Bauteil und die Berücksichtigung der Materialeigenschaften entscheidend – unsere HRK-Simulation berücksichtigt alle drei Faktoren. Wir können dabei bestehende Düsendaten verwenden, gegebenenfalls optimieren oder neu für Sie entwickeln.

Schritt 2: Absicherung und Optimierung

Unsere HRK-Simulation kann bei geplanten HRK-Prozessen oder auch bei bestehenden Produktionsprozessen den Korrosionsschutz überprüfen, absichern und die Beschichtungsqualität optimieren. Durch die digitale Abbildung aller Prozessparameter können sehr einfach und schnell unterschiedlichste Applikationsvarianten simuliert und die optimale Linieneinstellung ermittelt werden.

Schritt 3: Vermeidung von Overspray und Verschmutzung

Unter Overspray versteht man den bei einer Applikation von HRK entstehenden Sprühnebel außerhalb des zu applizierenden Bauteils bzw. Bereichs. Schlägt sich das entstandene Overspray auf den Flächen nieder, die für die Weiterverarbeitung möglichst sauber sein sollten, müssen diese unter Umständen aufwändig gereinigt werden. Durch unsere HRK-Simulationen sind wir in der Lage, die Ursachen für das störende Overspray zu erkennen und durch gezieltes Auslegen der Düsenköpfe zu reduzieren oder sogar ganz zu vermeiden. Verschmutzung durch Hohlraumkonservierung entsteht z.B. durch übermäßiges Austropfen aus der Karosserie. Die Ursachen für das Austropfen können wir mit Hilfe unserer HRK-Simulation untersuchen und Möglichkeiten zur Vermeidung bzw. Reduzierung ableiten.

Schritt 4: Machbarkeits- und Erreichbarkeitsanalyse

Mit der von uns entwickelten HRK-Simulation können wir bereits in einem frühen Entwicklungsstadium einzelne Bauteile bis hin zum Gesamtfahrzeug anhand von 3D-CAD-Daten virtuell untersuchen. Vor allem bei komplexen Bauteilen und Geometrien liefert die Simulation wichtige Informationen zu dem zu erwartenden Beschichtungsergebnis.

Schritt 5: Technische Konstruktionsberatung

Unsere Berechnung zeigt auf, dass eine vollständige Beschichtung (z.B. durch bestehende Setzpunkte, bereits vorhandene Düsen oder aufgrund sonstiger Einschränkungen) nicht möglich ist. Wir können Ihnen sowohl frühzeitig im Entwicklungsprozess als auch bei Neuentwicklungen und bei bestehenden Geometrien im Serienfahrzeug mögliche Lösungen aufzeigen.

Schritt 6: Düsenköpfe / Sprühstrahlen

Einer der wichtigsten Bausteine der Wachs-Applikation in Fahrzeugen sind die dabei verwendeten HRK-Düsen. Diese müssen so konstruiert sein, dass alle zu schützenden Bereiche erreicht werden und dabei möglichst wenig Overspray oder Verschmutzung entsteht.

Wir können durch die Nutzung der HRK-Simulation diese Düsen bereits während der Entwicklung so weit optimieren, dass eine hohe Beschichtungsqualität bei minimalem Materialeintrag und minimaler Verschmutzung erreicht wird.

Applikationsprozess

Das Video zeigt einen Applikationsprozess an einem Bauteil, wie er im industriellen Umfeld vorkommt. Zuerst wird über Düsen, welche durch Löcher in das Bauteil eingeführt werden, Wachs eingesprüht. Im weiteren Prozess wird das Bauteil (Fahrzeug) gekippt, damit untenliegende Falze zulaufen können und überschüssiges Material ausfließen kann.  Das Ergebnis ist ein in den Falzen vollständig beschichtetes Bauteil.