Un gemelo digital simula el espesor de las capas directamente en la cabina de pintado

Conseguir capas de espesor uniforme es un factor importante de calidad del proceso de pintado industrial de vehículos. Hasta ahora, lanzar un nuevo modelo obligaba a realizar muchas pruebas hasta alcanzar el resultado de pintado perfecto. Pero eso es ya cosa del pasado, ya que Dürr ha logrado calcular los espesores de las capas de forma virtual y ha incorporado este módulo al software de programación existente para los robots de aplicación.

El software de simulación recién desarrollado permitirá a los fabricantes de automóviles reducir al mínimo las pruebas reales. El software DXQ3D.onsite ya está disponible con el nuevo módulo de simulación de procesos. Las primeras versiones beta site ya se están usando.

Cada vez que comienza un nuevo proyecto en un taller de pintura por ejemplo, cuando se lanza un nuevo modelo, hay numerosos procesos y parámetros que deben ajustarse con gran precisión, para que las capas de pintura tengan el espesor necesario en todas las partes de la carrocería. Para alcanzar los ajustes correctos, las carrocerías deben someterse a pruebas de pintura en un complejo proceso de parametrización.

Ahora, con la nueva herramienta de simulación de Dürr, los fabricantes pueden modelar y optimizar el proceso de forma virtual. “En la práctica, esto permite reducir enormemente el número de pruebas de pintura y utilizar menos de la mitad de carrocerías de prueba, con lo que aumenta la eficiencia de la puesta en servicio y disminuyen, tanto los costes de material, como el número de carrocerías con defectos de pintado“, comenta el Dr. Lars Friedrich, presidente & CEO de Tecnología de Aplicaciones de Dürr Systems AG.

Hacia el taller de pintura digital

Simular el proceso de pintado es uno de los muchos pasos importantes que conducen hacia la digitalización total de un taller de pintura. El objetivo es desarrollar productos y procesos asistidos por ordenador, que abaraten los procesos de principio a fin, sin que ello repercuta en el excelente nivel de calidad.

Las simulaciones sirven de ayuda, incluso antes de que los primeros prototipos de los vehículos lleguen a la fase de producción, ya que, basándose en cálculos cualificados, permiten averiguar dónde puede surgir algún problema. En el caso del grosor de las capas de pintura, esto también incluye las partes de la carrocería especialmente complicadas, como las juntas del maletero.

Visualización anticipada de la realidad en el ordenador

El nuevo módulo DXQ3D.onsite se basa en un modelo de tres pasos. El primero consiste en calcular de forma virtual cuánta pintura debe aplicarse en cada punto. Para realizar sus simulaciones, el software solo utiliza patrones de pulverización virtuales ideales basados en las condiciones reales.

La altura de los patrones de pulverización se puede graduar con progresión continua, así como ajustar distintas anchuras. El usuario puede jugar con estos dos parámetros, para calcular y visualizar el efecto general que tendrán los distintos porcentajes de salida y las distintas anchuras del patrón de pulverización respecto a la distribución del grosor de la capa de pintura.

 Para emular la realidad en el ordenador de manera anticipada, el módulo de software crea un gemelo digital de todos los componentes importantes en forma de datos electrónicos. Durante la primera simulación, la herramienta convierte automáticamente los formatos de los archivos introducidos a su propio formato de archivo 3D de la carrocería. Esto permite conservar todos los datos adicionales necesarios y, al mismo tiempo, eliminar todos aquellos que no sean relevantes para el proceso de pintura. Con ello, disminuyen, tanto el espacio de almacenamiento, como el tiempo de cálculo, y el programa puede utilizarse incluso desde un portátil situado directamente en la cabina de pintado durante la producción.

Una vez que todos los datos relevantes se han fusionado por última vez, se genera un patrón de pulverización virtual a lo largo de las trayectorias de los robots programadas externamente. La herramienta añade los espesores de capa y los muestra en un mapa de pintura 3D. Esto permite visualizar de forma transparente varias soluciones de optimización, de manera que el equipo responsable pueda evaluarlas y mejorarlas.

Parámetros preoptimizados para la primera prueba de pintura

Las simulaciones de software no tienen en cuenta las características de pinturas específicas. Por este motivo, el modelo de simulación de procesos incluye una prueba real en el laboratorio de pruebas de Dürr.

Este es el segundo paso tras la optimización virtual. Durante esta prueba, se utilizan los materiales de pintura elegidos por el cliente. Los valores medidos se emplean en el tercer y último paso, para convertir los parámetros virtuales aplicados en la simulación (como el porcentaje de salida y la anchura del patrón de pulverización) en parámetros reales para la pulverización.

Durante esta conversión, los resultados reales se incorporan al programa de simulación. Tan pronto como finaliza la importación del mapa, el software sugiere automáticamente los parámetros del pulverizador. Solo después de obtener estos parámetros preoptimizados, se realiza la primera prueba de pintura real en una carrocería.

Simulaciones en apenas unos minutos

Como el módulo de software realiza los cálculos con rapidez, bastan unos minutos para simular el espesor de las capas de pintura de toda la carrocería y valorar su calidad (sin necesidad de un ordenador central, sino desde un PC convencional). “Esto hace que resulte muy fácil evaluar la calidad del espesor de las capas de pintura, interpretar mejor los resultados y optimizar las zonas neurálgicas con espesores diferentes“, afirma Frank Herre, jefe del Departamento de Desarrollo de Procesos de Aplicación de Dürr Systems AG, sintetizando las ventajas del sistema.

El programa de simulación de procesos está disponible como módulo adicional para el software estándar DXQ3D.onsite, que se suministra de serie con todos los robots de pintura de Dürr. DXQ3D.onsite es una herramienta digital universal que se puede utilizar para programar trayectorias de movimiento a través de simulaciones realistas de todos los robots de una planta o para parametrizar procesos de aplicación.