Rösler: Strahlprozesse simulieren Wirtschaftlich und effizient dank digitalem Zwilling

Anbieter zum Thema

Rösler Schweiz AG

Angehrn AG - Umformtechnik

technotrans SE

DMB Technics AG

Eigenschaften von Oberflächen lassen sich durch Strahlen beeinflussen. Dabei sind Fertigungsbetriebe bedacht, wie bei anderen Fertigungsverfahren, effizient und wirtschaftlich zu bearbeiten. Dies gelingt mit einer Simulation der Strahlverfahren und -anlagen.

Strahlen nutzt man zum Reinigen, Entgraten und Verfestigen sowie zum Vorbehandeln für Beschichtungen. Das Verfahren sorgt für jeweils optimale Oberflächeneigenschaften, die für weitere Produktionsschritte gefordert werden. Bei diesen Prozessen stehen Unternehmen vor der Aufgabe, die Produktivität und Kosteneffizienz zu verbessern sowie den Energie- und Ressourcenverbrauch zu vermindern. Der Anlagenhersteller Rösler verwirklicht das, indem er beim Projektieren die Strahlanlagen sowie die Prozesse mit ausgereifter Software simuliert.

Effiziente Anlagen konstruieren

Mit der Simulationssoftware lassen sich alle relevanten physikalischen Vorgänge des Strahlprozesses sowie die zu bearbeitenden Werkstücke dreidimensional darstellen. Art, Menge und Fluss des Strahlmittels können der Wirklichkeit entsprechend simuliert werden. Die bei der sogenannten Partikelsimulation generierten Daten ermöglichen genaue Aussagen darüber, welche Menge Strahlmittel erforderlich ist und mit welcher Energie es an welcher Stelle auf die Werkstückoberflächen auftreffen muss, damit eine vollständige Überdeckung erreicht wird. Zudem können auf Basis dieser Informationen die erforderliche Leistung und die ideale Position der Turbinen in der Strahlkammer sowie entsprechende Werkstückaufnahmen definiert werden. So entstehen Strahlanlagen und -prozesse, die das den Forderungen entsprechende Ergebnis bei minimaler Anzahl an Turbinen sowie einem minimierten Energieeinsatz und Verschleiss verwirklichen. Das minimiert Investitions- und Betriebskosten sowie den Verbrauch an Ressourcen.

Bildergalerie

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Strahlanlagen für neue Bauteile nur auf Basis der CAD-Daten der Werkstücke projektiert werden können, also bevor reale Werkstücke zur Verfügung stehen und die Anlage dadurch bereits bei Produktionsstart in Betrieb genommen werden kann. Zeit- und kostenaufwendige Tests mit Werkstücken entfallen weitestgehend. Darüber hinaus liefert die Simulation auch Erkenntnisse darüber, ob sich ein Bauteil in der vorliegenden Geometrie überhaupt anforderungsgerecht strahlen lässt. Sollte dies nicht der Fall sein, bieten die Simulationsergebnisse Anhaltspunkte für die Bauteiloptimierung.

Grosse Anlagen zuverlässig projektieren

Die Projektierung und Inbetriebnahme grosser Strahlanlagen für voluminöse Bauteile mit beispielsweise 20 m Kantenlänge stellt eine besondere Herausforderung dar. Denn für Werkstücke mit diesen Abmessungen stehen selten Anlagen für Versuche zur Verfügung. Die Simulation und virtuelle Überprüfung der Strahlprozesse und -ergebnisse leistet daher einen wichtigen Beitrag für eine hohe Prozessqualität und Effizienz bei diesen Anlagen. Rösler hat deshalb intern ein zusätzliches Tool für die Modellierung entsprechender Anlagen und Strahlprozesse entwickelt. Die realitätsnahe und korrekte Darstellung der Strahlbilder und Strahlmittelmassenströme trägt einerseits zu einer hohen Investitionssicherheit bei. Andererseits nehmen Projektierungsphase und Inbetriebnahme der Anlage deutlich weniger Zeit in Anspruch.

Schüttgut in Chargen schneller bearbeiten

Beim Strahlen von Schüttgut, beispielsweise in Multi-Tumbler-Anlagen (RMT), beeinflusst die Durchmischung von Strahlgut und Strahlmittel Bearbeitungszeit und -ergebnis massgeblich. Hier ermöglicht unter anderem die Simulation der Geometrie der trommelförmigen Strahlkammer, die Umwälzung der Bauteile zu optimieren und dadurch die Bearbeitungszeiten deutlich zu verkürzen. Konkret konnten dadurch Chargen in einer um bis 25 Prozent kürzeren Bearbeitungszeit gestrahlt werden. So arbeiten die Anlagen entsprechend produktiver.

Effektive und effiziente Filter

Filter gehören neben den Turbinen zu den energieintensiven Aggregaten einer Strahlanlage. Deshalb wird mittels Strömungssimulation auch der Luftvolumenstrom zur Absaugung des beim Strahlen entstehenden Staubs genau betrachtet. Lässt sich der Staub durch eine verbesserte Luftführung effektiver absaugen, können kleinere Filter eingebaut werden. Diese benötigen weniger Energie. Eine optimierte Absaugung sorgt zudem für kürzere Taktzeiten und erhöht somit die Produktivität. Die bearbeiteten Bauteile sind sauber. Das vermindert den Aufwand zum Reinigen.

Turbinen optimieren

Digitale Zwillinge der Turbinen ermöglichen eine Konstruktion, die den Energieverbrauch und den Verschleiss vermindert und zudem den Wirkungsgrad erhöht. Durch die vollständige Integration des Partikelflusses lässt sich virtuell genau nachvollziehen, wo Verschleiss an der Turbine entsteht und welche geometrischen Veränderungen erfolgen müssen, um ihn zu minimieren. Entsprechende Simulationen laufen auch für eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrads der Turbinen, der zu einer zusätzlichen Energieeinsparung beiträgt.

Durch den breiten Einsatz der Simulationstechnik sowohl für die Auslegung von Strahlanlagen und -prozessen als auch für die Optimierung von Absaugung und Turbinentechnik stehen Strahlanlagen von Rösler nicht nur schneller zur Verfügung. Sie zeichnen sich auch durch einen energiesparenden und verschleissarmen Betrieb aus. (kmu)

(ID:49985501)