Title

Description

    Процесс формовки: экономия времени при обработке и корректировке

    Интервьюируемый: Ральф Шмидт, руководитель Engineering Werkzeugbau

    Традиционный путь развития немецкого производства штампов, уже не выдерживает постоянного ценового давления и всё сокращающихся сроков выполнения заказов. В этом Ральф Шмидт, руководитель Engineering Werkzeugbau Allgaier Automotive, был уверен. Он убеждён в том, что только с новым подходом может быть достигнуто решающее конкурентное преимущество.

    Компания

    ALLGAIER Process Technology GmbH, ALLGAIER Werke GmbH

    Населённый пункт

    Uhingen, Германия

    Основной пункт

    Технологическая цепочка по созданию штампа

    Преимущества
    • Простое создание высококачественных рабочих поверхностей
    • Компенсирование отпружинивающего эффекта
    • Сокращение количества циклов коррекции и повышение предсказуемости процесса отладки (Tryout)
    Отрасль

    Производство штампов

    Автомобилестроение

    Отображено

    2008

    Интервьюируемый: Ральф Шмидт, руководитель Engineering Werkzeugbau

    Tebis формирует высококачественные рабочие поверхности, которые включают в себя результаты расчетов на прочность и компенсацию отпружинивающего эффекта.

    Ральф Шмидт, руководитель Engineering Werkzeugbau, ALLGAIER Werke GmbH, Uhingen, Германия

    Инновативность подхода компании Allgaier заключается в разработке методики создания рабочих поверхностей с одновременным отображением всего процесса деформирования с помощью программного обеспечения для оптимизации и компенсации отпружинивающего эффекта изменяемых рабочих поверхностей. Сокращение издержек по подготовке инструментов и неизбежного изменения компонентов было поставлено во главу угла. Вследствие этого стали возможными преимущества как по стоимости так и по срокам выполнения. Был намечен прогресс с двузначным процентным значением.

    Выполнение данного проекта с имеющимися ресурсами, существующими инструментами и такой объёмной задачей представлялось в одиночку нереальным. Необходимо было найти такого партнёра, который бы опираясь на богатый опыт производителей штампов и пресс-форм привнес со своей стороны технологии симулирования всего производственного цикла.

    Сотрудники и проект

    Ральф Шмидт сформировал проектный коллектив в партнерстве с Form Engineering Deutschland GmbH и Tebis Technische Informationssysteme AG. Возможности программных продуктов этих компаний уже использовались по отдельности на фирме Allgaier и были полностью исчерпаны. Теперь их нужно было скомбинировать, оптимизировать и за счёт совершенствования программных решений Autoform и Tebis расширить всю технологическую цепочку вплоть до готового штампа. В качестве опытного объекта были выбраны элементы кузова внедорожника из реального проекта. Заказчики фирмы Allgaier ожидали поставок готовых кузовных деталей в установленные сроки и с заданным качеством. Несмотря на различные трудности Allgaier не хотели проводить процедуру тестирования, выводя её за пределы регулярного процесса работы. Параллельная разработка по традиционному пути (Catia V4/V5) не предусматривалась.

    После глубокой вытяжки, листовой металл в два этапа на обоих участках разрезается, перфорируется и обрабатывается по контуру.

    Предсказуемые сложности

    Успешное производство штампов складывается из тщательно продуманного процесса и безупречно протекающей логистики. Одним из требований на пути к нормально функционирующему процессу, является учёт отпружинивающего эффекта. Он часто проявляется только во время отладки первых запрессованных деталей. До тех пор, пока выпускаемые части не станут стабильными по размерам и заказчики не примут их, могут быть необходимы поправки, влекущие за собой непредвиденные затраты. Кроме того: чем больше штампов производятся одновременно, тем больше это сказывается на количестве циклов коррекции и на логистике в целом. Прогнозирование и компенсация отпружинивающего эффекта, должны сократить для  компании Allgaier количество циклов коррекции и сделать процесс отладки предсказуемым.

    Следующая проблема ждала Allgaier при работе с форматами передачи данных (интерфейсов) вспомогательных программных средств. Преодолеть эти сложности казалось крайне сложно. С одной стороны, это была CAD-система Catia V5 с данными деталей, а с другой стороны, оптимизированные к следующим производственным циклам вспомогательные программные средства: для методики и симуляции работы был задействован AutoForm, а для производства данных по рабочим поверхностям и фрезерной обработки штампов опирались на поддержку Tebis.

    Больше трети экономии времени

    Allgaier получил от заказчиков данные кузовных деталей в Catia формате. Эти данные были введены в программу AutoForm-DieDesigner и на этой основе была представлена концепция инструментов, включающий в себя операции вытяжки, обрезки, перфорирования и обработки контуров. На основе этих данных, экспортированных в Tebis Software, были созданы c Tebis RSC (Rapid Surface Creation) поверхности для рабочей геометрии вытяжных матриц и переданы на конструирование корпуса штампов формовых операций. Таким образом появилась возможность начать конструирование и заказать литьевые части. В то же время, концепция проверялась и оптимизировалась с использованием произведенной с помощью AutoForm-Incremental в DieDesigner вытяжной матрицы до тех пор, пока результат моделирования не выдавал желаемое качество деталей с оптимальным использованием материала.

    В результате, процесс формования был проанализирован на стабильность в реальных условиях производства. При этом, было необходимо считаться с неизбежной флуктуацией (рассеиванием) качеств материала и параметров процесса. Кроме того, геометрические изменения рабочих поверхностей для компенсации отпружинивающего эффекта дают стабильные результаты только для ассоциативности воспроизводимого отпружинивающего эффекта. Так как стабильность была достигнута, могла быть выполнена компенсация рабочей геометрии вытяжной матрицы и проведены последующие операции. Как результат, в настоящее время доступны данные фасетных тел AutoForm, включающие компенсации отпружинивающего эффекта.

    Подраздел, созданных в Tebis геометрий отрезных ножей.
    Цветное представление отпружинивающего эффекта перед (вверху) и после (внизу) компенсации.

    Откорректированные и оптимизированные на прочность рабочие геометрии вытяжных матриц были вновь экпортированы в Tebis. Форматы передачи данных между AutoForm и Tebis передают также и изменения в первоначальных концептуальных данных. Благодаря этому, обновление рабочих геометрий поверхности вытяжных матриц в программном обеспечении Tebis Morpher, можно произвести простым нажатием на кнопку. Таким образом, формируются высококачественные рабочие поверхности, которые включают в себя результаты расчетов на прочность и компенсацию отпружинивающего эффекта. Технологии обработки поверхностей Tebis позволяют создать рабочие поверхности штампов с высоким качеством фрезерования. Требующий много времени путь через несколько заново проектируемых рабочих поверхностей в программе CATIA V5 отпал и, кроме того, компенсация отпружинивающего эффекта была уже учтена. На заключительном контрольном этапе, поверхности смоделированные в Tebis были снова просимулированны с использованием программного обеспечения AutoForm.

    Все участники были довольны полученным результатом. Не смотря на то, что Catia V5 не была задействована как источник данных фрезерования, желание заказчиков, о получении всех данных в этом (Catia V5) формате было выполнено. Как AutoForm, так и Tebis сделали свои данные доступными в системе CATIA V5.

    Результат

    Ральфу Шмидту стало ясно, что стратегия в заданных условиях выбрана верно: В целом, процесс был согласован и поддержан всеми участвующими сторонами. При поддержке обоих партнёров Allgaier смог сэкономить 3 цикла коррекции и больше чем на треть сократить время разработки. Благодаря использованию программного обеспечения AutoForm и Tebis, а также их активного взаимодействия, имела место экономия времени на конструирование и отладку. Проводимая эмпирическим путём многократная подгонка по готовой тестовой детали для компенсации величины отпружинивания могла, благодаря возможностям симулирования, полностью отпасть. Успех проекта побудил Allgaier закупить дополнительное программное обеспечение от AutoForm и Tebis и вложить средства в целевую подготовку участвующих сотрудников.

    Краткий портрет фирмы Allgaier Werke GmbH

    За более чем столетнюю историю Allgaier Werke GmbH развивалась в двух бизнес-направлениях - в автомобильной и технологической отраслях. Отделение Allgaier Automotive имеет основное производство в Uhingen и выступает в качестве системного поставщика для международной автомобильной промышленности. Оно занимается производством штампованных и готовых к установке деталей и компонентов кузова, изготовленных из стали и алюминия. Высочайшие требования, предъявляемые к штампам являются той задачей которая стоит перед отделами развития и производства. Высокопроизводительный потенциал обеспечивает Allgaier глобальное лидерство в области обработки листового железа. www.allgaier.de

    Краткий портрет Autoform Engineering GmbH

    Autoform разрабатывает и реализовывает программные решения для автомобильной промышленности и обработки листового металла при помощи моделирования термоформовочных процессов и поддержки конструирования пресс-форм и штампов. К числу заказчиков относятся все известные автопроизводители и их поставщики. С 2006 года существует договор о кооперации с компанией Tebis, который реализует совместное развитие и работу по проектам заказчиков в области разработки и конструирования. www.autoform.com