Im Beitrag werden die wesentlichen Inhalte und Ergebnisse eines Forschungsprojektes auf dem Gebiet der Beschreibung und Simulation des automatisierten Nahtabdichtungsprozesses im Automobilbau dargestellt. Ziele des Projektes sind: Zusammenstellung und Aufarbeitung der physikalischen Grundlagen des Nahtabdichtungsprozesses im Karosseriebau; Entwicklung eines Prozessbeschreibungsmodells als ein in der Praxis einsetzbares Auslegungswerkzeug. Das Modell muss alle relevanten Applikationsparameter wie Dosierung, Düsengestaltung, Betriebsparameter, Applikationsgeometrie und Materialeigenschaften der rheologisch komplexen Fluide berücksichtigen und effizient miteinander verknüpfen. Zur Durchführung der experimentellen Untersuchungen wurde im Technikum des Fraunhofer IPA ein Versuchsstand aufgebaut, in dem die physikalischen Modelle im direkten Vergleich mit Theorie und Simulation getestet wurden. Im Laufe des Vorhabens konnten drei wichtige Problemstellungen identifiziert werden: 1. Die Beschreibung des rheologischen Verhaltens der Nahtabdichtmaterialien; 2. die Vorhersage des Materialverhaltens bei der Dosierung; 3. die Beschreibung des Nahtlegungsprozesses als Funktion aller wichtigen Material- und Applikationsparameter sowie der Werkstückgeometrie. Die zentrale Bedeutung einer praxisgerechteren Charakterisierung der Fließeigenschaften der Materialien wurde anhand der Untersuchungen deutlich, da diese sowohl den Vorgang der Dosierung als auch den eigentlichen Applikationsprozess und die resultierenden Nahteigenschaften nachhaltig beeinflussen. Auf der Basis rheologischer Simulationen der Strömungen im Dosiersystem konnte ein einfaches Auslegungsprogramm zur Bestimmung des Druckverlustes und der Materialerwärmung für gerade Rohrleitungen und Schläuche erstellt werden, das bereits zur Verfügung steht. Mit dem Volume-of-Fluid-Modell von FLUENT konnte die Ausbildung der Fluidraupen auf einem bewegten Substrat simuliert werden. Die entwickelten Werkzeuge und Methoden können zukünftig in einer Reihe weiterer Dickstoffapplikationen eingesetzt werden.
Simulation des automatisierten Nahtabdichtens. Grundlagen, Stand und Ausblick
Simulation of the automated seam sealing. Basics, state of the art, and future concepts
2004
9 Seiten, 10 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
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