Entwicklung einer numerischen Simulationsmethode zur digitalen Abbildung des automobilen Decklackierprozesses

In dieser Arbeit wird eine numerische Simulationsmethode entwickelt, um einen automobilen Decklackierprozess digital abzubilden und zu optimieren. Die simulative Betrachtung erstreckt sich erstmalig auf eine komplette Fahrzeugkarosserie im Umfeld der Decklackierkabine und umfasst reale Prozesseinstellungen und Roboterbewegungspfade. Bei der Modellierung wird auch der elektrostatisch unterstützte Lackiervorgang berücksichtigt. Auf Basis geeigneter Gleichungen aus der Literatur wird ein Modell gebildet, das die zeitabhängige Aufladung der Lackpartikel in der Umgebung einer Koronaentladung wiedergibt. Über einen Abgleich mit Technikumsversuchen werden die entwickelten Ansätze validiert. Die Bewertung erfolgt anhand der berechneten und gemessenen Schichtdickenverteilungen des Lacks an der Oberfläche. Ziel der Arbeit ist es einerseits, zum generellen Verständnis des Decklackierprozesses beizutragen, das auf Grund der zahlreichen parallel ablaufenden Teilprozesse erschwert ist. In der Simulation können die Teilprozesse detailliert betrachtet und ihre Auswirkungen auf das integrale Prozessgeschehen untersucht werden. Anderseits wird in der Arbeit ein digitales Analysewerkzeug entwickelt, durch dessen Anwendung Entwicklungs- und Produktionsprozesse unterstützt werden können. Da für das Aufsetzen der Simulation lediglich ein digitales Datenmodell des Fahrzeugs sowie die Bewegungsbahnen der Roboter benötigt werden, kann dies in einer sehr frühen Phase geschehen. Mit Hilfe der Berechnungsergebnisse werden Defizite in Bezug auf Prozessabläufe oder Prozesseinstellungen identifiziert. Optimierungspotentiale können generiert und digital bewertet werden, bevor sie in den realen Prozess einfließen.