Sprühabscheidungs-Prozessmodell
Sprühabscheidung
Spray deposition oder einfach Deposition ist das Prozessmodell, das die Ablagerung eines gesprühten Materials oder eines anderen physikalischen Parameters auf einer Oberfläche berechnet, beispielsweise wie beim Lackieren.
Prozessmodellobjekt
Das Prozessmodell berechnet die Auswirkung auf eine Oberfläche. Das Prozessgeometrieobjekt ist eine netzbasierte Darstellung dieser Oberfläche, die aus Knoten und dreieckigen Flächen besteht.
Der Mesh-Generator verwendet die folgenden Attribute:
| Attribut | Beschreibung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Elementgröße | Die maximale Kantenlänge eines Mash-Elements (Facette). | Die Größe kann auf jeder Seite des Elements unterschiedlich sein. |
| Max. Durchbiegung | Die maximale Abweichung von der zugehörigen Eingabegeometrie. | Gilt sowohl für Oberfläche als auch für Begrenzung. |
| Max. Winkelabweichung | Der maximale Winkel zwischen benachbarten Netzelementen. | Wird über die Oberfläche und entlang der Randtangente angewendet. |
Mit diesem Prozessmodell können bestimmte physikalische Parameter analysiert werden, für die hier der Anfangswert festgelegt werden muss. Der Anfangswert wird verwendet, wenn die Prozesssimulation von Grund auf neu gestartet wird.
| Physikalischer Parameter | Beschreibung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Sprühzeit | Die Einwirkzeit auf die Prozessgeometrie. | |
| Beschichtungsdicke | Die Schichtdicke des aufgebrachten Materials. | |
| Lackfarbe | Die tatsächliche Farbe der aufgetragenen Schicht. | Das Drücken im Wertefeld öffnet ein Farbauswahlfenster zur Spezifizierung des Farbwerts. |
Prozessdatenfluss
Controller-Prozesstabelle
Der tatsächliche Sprühzustand, die Betriebsbedingungen, der Spritzpistole wird als Bürstenprofil bezeichnet, von dem mehrere existieren können. Die Prozesstabelle definiert die Bürsten, die für die Prozesssimulation verwendet werden können. Jede Bürste bezieht sich auf einen Sprühmuster-Datensatz am Werkzeugressource. Die Bürstenform und -abmessungen, d. h. der Sprühkegel, werden aus diesen experimentellen Daten im Werkzeugverhalten erzeugt. Der tatsächliche Betriebszustand der Bürste wird in dieser Tabelle definiert.
| Attribut | Beschreibung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Pinselnummer | Die Bürstennummer. | |
| Verhalten des Werkzeugprozesses | Der Name des Werkzeugprozessverhaltens. | Die Bürste bezieht sich auf die experimentellen Daten dieses Werkzeugprozessverhaltens. |
| Volumenfeststoffe | Der Prozentsatz der Feststoffe des Sprühmaterials in der Sprühflüssigkeit. | |
| Durchflussrate | Das Sprühvolumenstrom. | |
| Pinsel Farbe | Die Farbe des Sprühmaterials. | |
| Dicke für volle Deckkraft | Die minimale Schichtdicke des aufgetragenen Materials, um die volle Deckkraft der Materialfarbe zu erreichen. |
Mit der Add-Taste können neue Bürsten in die Liste eingefügt werden. Die Liste wird automatisch nach der Bürstennummer sortiert. Die Bürstennummer ist eindeutig; es können keine Bürsten mit derselben Nummer existieren. Eine Bürste kann über das Pie-Menü in der jeweiligen Bürstenzeile der Tabelle entfernt werden.
Die Bürstentabelle kann auch aus einer externen .csv-Datei importiert werden, wie im folgenden Beispiel gezeigt. Beim Import werden vorhandene Bürsten überschrieben.
Werkzeugtechnologie-Attribute
Wenn der Technologie, die die Spraydepositionssimulation umfasst, der Werkzeugressource zugewiesen wurde, wird ein Technologiereferenzrahmen erstellt. Dieser Rahmen stellt den Ursprung des Pinsels dar. Seine Eigenschaften können modifiziert und seine Position bei Bedarf feinjustiert werden. Der Rahmen ist obligatorisch, daher muss er erstellt werden, wenn er noch nicht existiert, da sonst die Prozesssimulation nicht ausgeführt wird.
Die Technologie umfasst die Attribute:
| Attribut | Beschreibung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Pistolen-Nummer | Die zugewiesene Pistolen-Nummer des Technologie-Rahmens. | Eine Werkzeugressource kann mehrere Guns (Sprühdüsen) haben. |
| Werkzeug-Prozessmodell | Die verfügbaren Prozessmodelle für die Technologie. | Der Inhalt hängt von der Technologie ab, die der Werkzeugressource zugewiesen wurde. |
| Selbstmaskierung | Option zur Einbeziehung des Selbstmaskierungseffekts während der Simulation. | Wenn das Werkzeug während der Simulation mit dem Sprühkegel kollidieren würde, wird dieser Maskierungseffekt auf der Prozessgeometrie berechnet. |
Datensatz zum Werkzeugverhalten
Das Werkzeugverhalten, das Sprühmuster, das von einer Bürste ausgeht, basiert auf experimentellen Daten. Diese Daten werden in einem Prozesssetup gesammelt, von denen mehrere existieren können. Prozesssetups können hier erstellt und bearbeitet werden.
Ein Prozesssatz verfügt über zwei Container mit Informationen.
| Attribut | Beschreibung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Beschreibung | Eine kurze Beschreibung der Prozesskonfiguration. | |
| Durchflussrate | Das während des Experiments angewandte Sprühvolumenstrom. | |
| Volumenfeststoffe | Der Prozentsatz der Feststoffe des Sprühmaterials in der während des Experiments verwendeten Sprühflüssigkeit. |
Diese Informationen können mit weiteren Attributen erweitert werden, die dann in der Tabelle unterhalb dieser Hauptattribute erscheinen.
Im Behälter Experimentelle Daten befinden sich die genauen Ergebnisse der Experimente.
Das Experiment umfasst mindestens ein Sprühprofil, die Beschreibung des Experiments und das Ergebnis.
| Attribut | Beschreibung | Bemerkung |
|---|---|---|
| Abstand | Der Abstand der Spritzdüse zur Zieloberfläche. | |
| Düsen-Geschwindigkeit | Die Geschwindigkeit der Düse im Experiment. | |
| X- und Y-Profil | Die Dickenwerte, die aus dem Sprühversuch gewonnen wurden, gemessen in zwei senkrechten Richtungen. |
Die X- und Y-Profile des Experiments können einzeln bearbeitet werden. Mit der Add-Taste können neue Dickenpositionen eingefügt werden. Bestehende Positionen können über das Kreis-Menü in der entsprechenden Spalte entfernt werden. Das Profil muss jedoch mit aufsteigenden Koordinatenwerten definiert sein, von einem negativen zu einem positiven Bereich. Die Profil-Tabelle wird automatisch anhand der Koordinatenzeile neu sortiert.
Sowohl die X- als auch die Y-Profile erhalten eine Effizienzrate. Die Effizienz beschreibt, wie viel des Sprühmaterials nach der Ablagerung im Verhältnis zur gesamten Sprühmaterialausgabe an der Düse verbleibt, ohne dabei Sprühluft und Lösungsmittel zu berücksichtigen. Idealerweise sollten die Effizienzwert der X- und Y-Profile identisch sein. Wenn sie unterschiedlich sind, kann daraus geschlossen werden, dass das definierte Experiment nicht konsistent durchgeführt wurde oder die Messung der beiden resultierenden Dickenprofile ungenau war. Eine geringe Effizienzdifferenz wird mit orangefarbenen Werten markiert, eine Abweichung mit rotfarbenen Werten.
Ein Experiment kann auf mehreren Sprühprofilen basieren. Mit der Symbolleiste auf der rechten Seite können neue Profile hinzugefügt und bestehende Profile bearbeitet oder entfernt werden.
Bei der Arbeit im Resource Builder-Arbeitsbereich wird der Sprühkegel, der zum aktuell ausgewählten Werkzeugverhalten gehört, im 3D-Raum angezeigt. Dies ist eine nominale Form des Pinsels und kann von dem tatsächlich programmierten und während der Simulation angezeigten Pinsel abweichen.
Neben der manuellen Erstellung der Prozess-Setup-Informationen können diese auch aus externen, xml-basierten Dateien importiert werden. Das Format der Importdatei entspricht dem untenstehenden Beispiel. Bestehende Tabellen und Inhalte werden beim Import ohne jegliche Warnung überschrieben.
Messdatenprofile können ebenfalls einzeln importiert werden. Die xml-basierten Dateien sehen wie im folgenden Beispiel aus.
OLP-Ereignisse
In den OLP-Ereignissen wurde festgelegt, welche Pistole (Werkzeugausgang) und welche Bürste (Ausgangsbedingungen) entlang des Werkzeugpfads angewendet werden. Beim Überfahren des Bürstenereignisses mit der Maus werden die Details dieser Bürste angezeigt, wie sie in der Tabelle zur Prozesskonfiguration des Controllers definiert sind.
Prozessabbildung
Um die Ergebnisse der Simulation zu sehen, muss der gewünschte physikalische Parameter im Process Imaging Dashboard eingestellt werden. Das Dashboard kann auch Parameter anderer verfügbarer Prozessmodelle anzeigen.
Jedem Parameter kann ein unterschiedliches Farbschema und Bereichslimits zugewiesen werden, um die Ergebnisse korrekt darzustellen.
