Il processo di formazione della lamiera sta diventando sempre più complesso a causa del crescente numero di modelli diversi di auto, della complessità geometrica delle parti stampate, nonché dell’uso sempre più diffuso di acciai alto-resistenziali e alluminio. Alla luce di una maggiore concorrenza globale, i costruttori di automobili mirano a fornire pezzi stampati di alta qualità utilizzando tecnologie all'avanguardia che consentono tempi di consegna inferiori. Per affrontare queste sfide, AutoForm Engineering ha sviluppato un approccio innovativo per il miglioramento sistematico del processo di stampaggio della lamiera. Questo approccio consente agli ingegneri di migliorare sistematicamente il processo di stampaggio della lamiera già nella fase iniziale di engineering.
Il miglioramento sistematico del processo (SPI) consente una analisi approfondita e garantisce trasparenza al processo di formazione individuando quali parametri di progettazione influenzano la qualità della parte e in che misura. Con l’ SPI, vengono eseguite automaticamente simulazioni multiple di stampaggio. Durante queste simulazioni, i parametri di progettazione sono variati mentre gli ingegneri mantengono la loro attenzione sugli obiettivi di qualità impostati per la parte stampata. L'obiettivo di qualità può essere specificato in relazione a una o più variabili di risultato della simulazione, ad es. no rotture, no grinze o deformazione plastica. In questo modo, i parametri di progettazione che hanno maggior influenza sulla parte stampata possono essere identificati già durante la fase iniziale di engineering. Gli ingegneri possono quindi apportare le modifiche necessarie ai parametri di progettazione e contemporaneamente seguire gli effetti che queste modifiche hanno sull'intera parte visualizzandole sullo schermo del computer. Questa procedura comporta il miglioramento sistematico del processo di formatura.
A titolo esemplificativo, viene eseguita la simulazione di una ossatura cofano per illustrare come può essere applicato con successo nella pratica il miglioramento sistematico del processo anziché il processo per tentativi. Dopo aver simulato l’ossatura cofano, i risultati mostrano aree critiche che indicano il rischio di rotture. I compiti principali dell'ingegnere in questa fase sono quelli di esaminare dove queste aree critiche sono localizzate nella parte, quali misure le risolveranno in modo efficace e cosa accadrà alle altre aree come conseguenza. Per migliorare il processo di formatura e ottenere una parte senza rottura, è necessario regolare la forza del premilamiera con un valore di 1800 kN.
Quando applica l'approccio tradizionale del processo per tentativi, l'ingegnere modifica il valore della forza del premilamiera e ripete la simulazione. I risultati della simulazione mostrano se è stato selezionato il valore appropriato della forza del premilamiera per ottenere la qualità richiesta senza rotture. Se non viene raggiunta la qualità richiesta, vengono eseguite nuove simulazioni singole con valori di forza premilamiera diversi fino a raggiungere la qualità del pezzo richiesta senza rotture. Il primo risultato di successo è considerato la soluzione migliore per questo caso particolare. L'approccio per tentativi dipende dall'esperienza dell'ingegnere che effettua le simulazioni ed è un processo che richiede tempo perché deve consentire il tempo necessario per le correzioni dei vari tentativi. È ovvio che sia necessaria una soluzione più veloce e affidabile. Applicando l'approccio SPI, i risultati di simulazione affidabili che vengono valutati correttamente portano ad una considerevole riduzione del tempo necessario per raggiungere la qualità della parte richiesta.
Il miglioramento sistematico del processo migliora notevolmente il processo di stampaggio. Una volta selezionato l'obiettivo di qualità, che è in questo caso un elemento senza rotture, viene quindi selezionata la variabile di progetto, che è in questo caso la forza del premilamiera. Il valore di 1800 kN è ora considerato come una variabile con un intervallo compreso tra 1000 kN (min) e 2000 kN (max). Le simulazioni multiple di stampaggio, ognuna con un diverso valore di forza del premilamiera all'interno di questo intervallo, vengono eseguite automaticamente. Il software di AutoForm consente all'ingegnere di visualizzare la finestra di processo, ad esempio il colore verde nella finestra di processo rappresenta le impostazioni della forza del premilamiera in cui vengono risolti tutti i problemi di rottura e, contrariamente, il colore rosso rappresenta le impostazioni della forza del premilamiera in cui potrebbero comparire delle rotture. Per l’ossatura cofano, viene raggiunta la finestra di processo verde con una forza del premilaiera compresa tra 1000 kN e 1240 kN. Il risultato finale, con un valore di forza del premilamiera di 1100 kN, non identifica aree critiche in cui potrebbero apparire delle rotture.
Con l’ SPI, il miglior set selezionato di valori delle variabili di progettazione produce il processo più fattibile. Permette agli ingegneri di affrontare con successo la geometria complessa degli elementi, i materiali alto-resistenziali e l’alluminio, le richieste di scadenza e di alta qualità. Attraverso una migliore comprensione del processo di formatura si ottengono tempi di sviluppo più brevi. Implementando l’ SPI, gli ingegneri possono affrontare e risolvere i principali problemi di produzione prima di entrare in produzione.
Il miglioramento sistematico del processo può essere facilmente eseguito con AutoFormplus R7, la più recente versione del software AutoForm. Questa versione consente agli utenti di beneficiare di tutte le funzionalità di AutoForm-Sigmaplus, in quanto tutte le funzionalità di pre e post processing di Sigma sono ora integrate all'interno di AutoForm-ProcessExplorerplus. Di conseguenza, gli utenti possono garantire un processo di ingegneria altamente efficiente e soddisfare i requisiti di qualità desiderati.