Oftmals erwecken Simulationen den Eindruck, dass damit ein großer Aufwand verbunden und der Benefit nicht schnell zu sehen ist. Deshalb wurden am Fraunhofer IPA Simulationen entwickelt, die einfach zu bedienen und auf einen Standard-Laptop laufen können.
Die Beschichtungstechnik ist von komplexen Zusammenhängen geprägt. Um eine systematische Planung und Optimierung in der Lackiertechnik zu ermöglichen sind digitale Werkzeuge meist sehr vorteilhaft. Diese können in der gesamten Prozesskette eingesetzt werden, angefangen von der Vorbehandlung über die Applikation bis hin zur Aushärtung der Beschichtung. Die digitalen Werkzeuge bieten dabei konkrete Vorteile: Sie helfen, die Prozesse besser zu verstehen, sichern die Planung ab, unterstützen die Arbeit zur Fehlerbehebung und begünstigen die Entwicklung neuer Verfahren. Am Fraunhofer IPA wurde zu diesem für die Industrie interessanten Thema in den letzten Jahren ein Programmpaket systematisch weiterentwickelt, so dass es nun die gesamte Prozesskette abdeckt, wie die folgenden Anwendungsbeispiele erkennen lassen.
Simulation der Reinigung eines Motorblock (links reales Bauteil, rechts Simulation)
Reinigungsergebnis, visualisiert durch rote Einfärbung (links realer Versuch, rechts Simulation)
Simulation in der Vorbehandlung
Bei der Neuentwicklung, bei Bauteiländerungen oder zur Effizienzsteigerung bei der Spritzstrahlreinigung müssen die Prozesse für eine vollständige Bauteilreinigung nach Kundenspezifikation in möglichst kurzer Zeit angepasst werden. Dies bedeutet, die Bewegungsführung und Ausrichtung der Düsen so zu justieren, dass keine zusammenhängenden großen Bauteiloberflächen gering oder gar nicht vom Wasserstrahl getroffen werden, da sonst die mechanische Energie durch Einwirkzeit, Temperatur oder Einwirkung von Chemikalien kompensiert werden müsste. Der entscheidende Vorteil der Spritzstrahlreinigung ginge somit verloren. Dieser Ansatz wird gerade für andere Vorbehandlungsprozesse weiterentwickelt, zum Beispiel auf das Druckluftstrahlen (Projekt-Steckbrief).
In der Praxis werden häufig überdimensionierte Düsenformationen, -kinematiken und mehrere nachfolgende Reinigungsprozesse eingesetzt, um Kundenanforderungen umzusetzen. Aus den bisherigen Untersuchungen am Fraunhofer IPA geht hervor, dass der Vorteil der Spritzstrahlreinigung, nämlich die Reinigung durch die mechanische Wirkung, in vielen Fällen nicht vollständig genutzt wird. An den am IPA umgesetzten Projekten konnte mit Hilfe einer dafür entwickelten Software die beschriebenen Fehleinstellungen behoben und innovative Ideen zur Realisierung geprüft werden.
