El horno simula el curado de adhesivos en el proceso de secado de pintura

Las estructuras híbridas en varios materiales se utilizan para conceptos de diseño ligero en la construcción de vehículos. Las diferencias en sus coeficientes de expansión térmica pueden representar un riesgo. Para minimizar este riesgo, hemos desarrollado un horno de análisis que valida los modelos para simular el secado de pintura.

La carrocería juega uno de los papeles más importantes en el desarrollo de un nuevo vehículo. Los conceptos de diseño livianos, como las construcciones mixtas, reducen el peso total. El desafío aquí es mantener el control de tolerancias como la precisión de las piezas individuales, la sujeción, la soldadura por puntos, el plegado y el secado de piezas con revestimiento por inmersión catódica (secado CDC). Las variaciones en las dimensiones funcionales son visibles y reducen la calidad. En construcciones mixtas con aluminio, pueden ocurrir desviaciones de la tolerancia debido a diferencias en la expansión térmica durante los procesos térmicos. Esto influye en la calidad de las juntas, las fuerzas de cierre y el ruido del viento. Por lo tanto, se necesita una predicción numérica de la estabilidad dimensional para la garantía temprana del producto antes de que las piezas y equipos originales estén disponibles para mantener la calidad y los costos dentro del rango planificado.

El Instituto Fraunhofer de Máquinas Herramienta y Tecnología de Conformado (Fraunhofer IWU) en Dresde trabaja en la predicción de la geometría del ensamblaje en función de los parámetros relevantes del proceso. El enfoque aquí está actualmente en el desarrollo de métodos para identificar parámetros para los modelos sustitutos y la representación de los cambios dimensionales resultantes de la expansión térmica de los componentes. Se requiere especial atención a la fijación de este estado mediante el curado de adhesivos en el proceso de secado de pintura. Para simular los procesos de secado de pintura y validar los modelos experimentalmente, se diseñó un horno de análisis Vötsch que permitiera un control preciso de la temperatura de los componentes y su medición óptica durante este proceso.

Se impusieron dos limitaciones al horno como plataforma experimental para el paso del proceso de secado de los CDC. La distribución de la temperatura debe ser uniforme y la deformación y los movimientos de los componentes deben registrarse mediante técnicas de medición óptica. Para ello, el horno dispone de una gran ventana para permitir una medición óptica precisa de las marcas de referencia en los componentes, que pueden cubrirse para una máxima eficiencia energética. La temperatura de 220 ° C corresponde a las condiciones de secado del CDC.

La uniformidad de temperatura dentro del horno es de ± 2 K, es decir, en el mejor rango técnico posible. Tan pronto como el horno se calienta, la potencia de calentamiento se reduce a un tercio durante la fase de calentamiento. La distribución óptima de la temperatura se logra mediante una alta circulación de aire y, además, se apoya en una construcción especial de la puerta. La circulación de aire es creada por tres ventiladores, lo que permite una aceleración definida de la temperatura con la ayuda de un extractor y el control del programa. Los perfiles de temperatura conocidos de los hornos continuos CDC en la construcción de carrocería se pueden reproducir de manera óptima.

Con la ayuda de rieles en el piso y un carro de carga, las piezas de trabajo se pueden alinear, marcar en los puntos de referencia requeridos y colocar en el horno. Para obtener valores medidos precisos, la ventana está hecha de vidrio de borosilicato con un índice de refracción bajo y un coeficiente de expansión bajo. Para proporcionar una buena iluminación en todas las circunstancias, cuatro focos halógenos resistentes a la temperatura, conmutados individualmente y regulables están instalados en el área de trabajo del horno.

Un sistema de control en cascada permite un control preciso de la temperatura en la pieza de trabajo, medida por hasta seis sensores conectados a ella. Una función especial del sistema de control S! MPAC® permite el control a través del sensor más caliente.

A través de una interfaz Ethernet, el horno se puede conectar a un sistema informático de supervisión para que los datos capturados, como la curva de temperatura, estén directamente disponibles en S! MPATI®.

El método de medición durante el control de temperatura consiste en una medición geométrica 3D en línea (GOM PONTOS). Se analizan las deformaciones globales de los componentes y la expansión local en el área de la junta debido a diferencias en la expansión térmica. El modelo sustituto del proceso del horno se verifica mediante la comparación de las deformaciones medidas en el experimento con las desviaciones geométricas previstas.

Así, con este complejo sistema de prueba, se puede analizar el comportamiento a alta temperatura de los diversos materiales utilizados en construcciones mixtas. La medición precisa de las piezas durante el procedimiento de prueba permite la detección de posibles expansiones. Por lo tanto, se pueden probar y analizar diferentes materiales antes de que las piezas se produzcan en masa.

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