Fehlerfreie Bauteile beim Presshärten

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Presshärtevorgänge automatisiert optimieren

Da typische Presshärtevorgänge neben den üblichen Prozessbedingungen um thermische Einflussgrößen erweitert betrachtet werden müssen, ergibt sich ein Rahmen des manuellen Untersuchungsaufwands, der nur noch schwer zu realisieren ist. Hier kann sich ein neuer, weitgehend automatisierter Optimierungsablauf als hilfreich erweisen. Das vorgeschlagene „Systematic Process Improvement“ kann dabei in vier Phasen (Bild 2) unterteilt werden: Problemprüfung, Vorbereitungsphase, Berechnungsphase und Auswertungsphase.

• Problemprüfung: Die Grundlage dieser Vorgehensweise ist immer eine manuelle Nominalsimulation (Bild 3), die anhand erwarteter geeigneter Parameterwerte für die Praxis definiert wird. Das nachfolgende Interesse besteht nun darin, zu prüfen, ob gewährleistet werden kann, die Prozessziele zu erreichen. Dafür müssen entsprechende Ergebnisvariablen und zugehörige Grenzbereiche bestimmt werden, deren quantitative Ausprägung als Bewertungsgrundlage für die Ergebnisse der automatisierten Rechnungsläufe dient. Danach kann mit der halbautomatischen Problemprüfung, dem „Live Check“, begonnen werden. Im automatisierten „Live Check“ sucht und findet die Software Bereiche im Bauteil, die den zuvor bestimmten „Gut“-Kriterien für das Ergebnis nicht entsprechen. Im weiteren Verlauf lässt sich entscheiden, welche Problembereiche für eine weitere Betrachtung relevant sind – die müssen dann aktiv ausgewählt werden. Normalerweise zeichnen sich einige Problembereiche ab, die durch eine sinnvoll herbeigeführte Prozessparametervariation eliminiert oder zumindest minimiert werden können.

Auswahl der Parameter, die Prozess beeinflussen

• Vorbereitungsphase: Der Prozessingenieur wählt die Parameter aus, die einen vermeintlich großen Einfluss darauf haben, die bereits definierten Prozessziele zu erreichen und gleichzeitig in ausreichendem Maß gestaltbar sind. Neben geometrischen Größen der Platine (Bild 4), können das auch rein prozessbezogene Einflussgrößen wie Transportzeiten oder Dauer des Kontakts mit dem Umformwerkzeug sein. Diese Parameter der ursprünglich nominalen Berechnung werden nun als Variablen mit zugehörigen Grenzbereichen in die Betrachtung eingeführt.

• Berechnungsphase: Auf der Grundlage des in der Vorbereitungsphase festgelegten Variablenumfangs beginnen die Berechnungen der Analyse. Die Software generiert automatisch eine Reihe von Einzelsimulationen – die sogenannten Realisationen. Jede Realisation repräsentiert dabei eine eigene Kombination der vorher festgelegten Variablen in ihren Grenzbereichen. Eine tiefere Kenntnis in Bezug auf den Einfluss der Einzelvariablen auf ein erwartetes Gesamtergebnis ist nicht erforderlich. Die Berechnung der Realisationen erfolgt vollautomatisch und bildet die Voraussetzung für die Auswertungsphase.

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