Digitale Bestimmung der Schichtdicke

Bei jedem neuen Projekt in einer Lackiererei, beispielsweise der Einführung eines neuen Modells, müssen zahlreiche Prozesse und Parameter sehr präzise eingestellt werden, bis der applizierte Lack an jeder Stelle der Karosserie die geforderte Schichtdicke aufweist. Bis alles richtig justiert ist, werden in einem aufwändigen Parametrierprozess Karosserien testweise lackiert. Dieses Verfahren können Hersteller jetzt mit dem neuen Simulationswerkzeug von Dürr virtuell abbilden und optimieren. „In der Realität ist es daher möglich, die Anzahl der Testlackierungen auf wenige Versuche und die Anzahl der Testkarosserien um mehr als 50% zu reduzieren. Das macht Inbetriebnahmen effizienter, senkt die Materialkosten und führt zu weniger fehlbeschichteten Karosserien“, erklärt Dr. Lars Friedrich, President & CEO Application Technology der Dürr Systems AG. Die Prozesssimulation ist als zusätzliches Modul zur Standardsoftware „DXQ3D.onsite“ erhältlich, die zum Lieferumfang jedes Lackierroboters von Dürr gehört. „DXQ3D.onsite“ ist laut Hersteller das digitale Universalwerkzeug, mit dem beispielsweise die Bewegungsbahnen anhand realistischer Simulationen aller Roboter an einer Station programmiert oder Applikationsprozesse parametriert werden können.

Das Konzept des neuen Moduls ist dreigeteilt. Im ersten Schritt wird virtuell berechnet, wie viel Lack an jeder Stelle aufgetragen wird. Die Software simuliert dabei ausschließlich mit idealisierten, virtuellen Spritzbildern, die sich eng an reale Gegebenheiten anlehnen. Die Spritzbilder sind dynamisch in der Höhe und mit unterschiedlichen Breiten skalierbar. Der Nutzer kann mit diesen beiden Parametern „spielen“, um abzuschätzen und zu visualisieren, wie sich unterschiedliche Spritzbildbreiten und prozentuale Ausflussraten grundsätzlich auf die Schichtdickenverteilung auswirken.

Die Software simuliert unabhängig von konkreten Lacken. Deswegen sieht das Konzept der Prozesssimulation als zweiten Schritt nach der virtuellen Optimierung einen realen Test im Dürr-Testlabor vor. Dabei werden von den Kunden ausgewählte Lackmaterialen eingesetzt. Die dabei gemessenen Werte dienen im dritten und letzten Schritt dazu, die in der Simulation verwendeten virtuellen Parameter, wie Spritzbildbreite und prozentuale Ausflussrate in Parameter für den Lackzerstäuber zu übersetzen. Bei dieser „Übersetzung“ fließen die real gewonnenen Ergebnisse in das Simulationsprogramm mit ein. Sobald das Kennfeld importiert ist, schlägt die Software automatisch Zerstäuberparameter vor. Die erste reale Testlackierung einer Karosserie erfolgt dann mit diesem voroptimierten Parametersatz.

Die kurzen Rechenzeiten des Softwaremoduls machen es möglich, innerhalb weniger Minuten die Farbschichtdicken kompletter Karosserien zu simulieren und qualitativ abzuschätzen – und zwar auf einem herkömmlichen PC, keinem Großrechner. „Das macht es einfach, Farbschichtdicken qualitativ zu bewerten, Beschichtungsergebnisse besser zu interpretieren und neuralgische Zonen mit uneinheitlichen Schichtdicken zu optimieren“, fasst Frank Herre, Leiter Entwicklung Applikationsprozesse bei der Dürr Systems AG, die Vorteile zusammen.