이다양한 재료의 하이브리드 구조는 차량제작시 경량 디자인 컨셉에 사용되고 있습니다. 물질 별 열팽창 계수의 차이는 위험을 초래할 수 있습니다. 러한 위험을 최소화하기 위해 저희는 페인트 건조 시뮬레이션 모델을 검증하는 분석 오븐을 개발했습니다.
차체는 신차 개발에서 가장 중요한 역할 중 하나입니다. 혼합 구조와 같은 경량 설계 개념은 차량의 전체 무게를 줄여 줍니다. 여기서 관건은 개별 부품, 클램핑, 부분 용접, 접힘 및 음극 딥 코팅 (CDC 건조)을 사용한 부품 건조의 정확도와 같이 그 공차를 컨트롤하는 것입니다. 기능적 차원의 변화가 생기면 눈에 띄고, 품질이 떨어집니다. 알루미늄이 함께 쓰이는 혼합된 구조에서는 열 공정 과정 중 열팽창 차이로 인한 공차 편차가 발생할 수 있습니다. 이는 씰의 품질, 폐쇄력 및 바람소음 정도에 영향을 미칩니다. 따라서 품질과 비용을 계획된 범위 내로 유지하려면 순정 부품과 장비 사용에 앞서 초기 제품 보증을 위한 치수 안정성에 대한 수치적 예측이 필요합니다.
드레스덴에있는 프라운호퍼 공작기계 및 성형기술 연구소 (Fraunhofer IWU)는 관련 공정 매개변수의 함수로 어셈블리의 기하학적 구조 예측을 연구합니다. 현재의 초점은 대체모델의 매개변수 확인방법 및 부품의 열팽창으로 인한 치수 변화 확인방법 개발에 있습니다. 페인트 건조 공정 중 접착제의 경화를 통해 이 상태를 고정시키는 데에는 특별한 주의가 요구됩니다. 페인트 건조 공정을 시뮬레이션하고, 모델을 실험적으로 검증하기 위해 Vötsch Industrietechnik에서는 이 공정 중 부품의 온도와 광학 측정을 정밀하게 제어할 수 있는 분석 오븐을 개발했습니다.
CDC 건조공정 단계의 실험 플랫폼으로서 오븐에 두 가지 제약조건이 생겼습니다. 온도분포는 균일해야 하고, 구성요소 변형 및 움직임은 광학 측정 기술을 통해 기록되어야 하는 것이죠. 이를 위해 오븐에는 최대 에너지 효율을 갖는 구성부품 참조마크의 정확한 광학측정을 가능케 하는 큰 창이 설치되었습니다. 220°C의 온도는 CDC 건조조건에 해당됩니다.
오븐 내 온도 균일성은 가능한 최상의 기술범위 내에서 ± 2K입니다. 오븐이 가열되자 마자 가열단계에서 가열 전력이 1/3로 감소합니다. 최적의 온도분포는 높은 공기 순환을 통해 달성되며, 추가로 이를 위해 특수도어 구조가 설치됩니다. 공기순환은 3 개의 송풍기에 의해 생성되며, 추출기 팬과 프로그램 제어를 통해 정의된 온도상승 및 하강 실현이 가능합니다. 차체제작 공정 중 CDC 연속오븐 과정으로 알려진 온도 프로필을 최적으로 재현할 수 있습니다.
바닥의 레일과 로딩 트롤리를 통해 작업물을 정렬하고, 필요한 기준점에 표시하고, 오븐 안에 배치할 수 있습니다. 정확한 측정 값을 얻기 위해 창은 굴절률이 낮고, 팽창 계수가 낮은 붕규산 유리로 만들어졌습니다. 모든 상황에서 좋은 조명을 제공하기 위해 오븐의 작업공간에 개별 스위치 작동 및 조도 조절이 가능한 4개의 내열성 할로겐 스포트라이트가 장착되어 있습니다.
캐스케이드 제어 시스템을 사용하면 최대 6 개의 센서가 부착되어 공작물의 온도를 정밀하게 제어할 수 있습니다. S!MPAC® 제어 시스템의 특수기능을 통해 가장 온도가 높은 센서를 통한 제어가 가능합니다.
이더넷 인터페이스를 통해 오븐을 모니터링용 컴퓨터 시스템과 연결하여 온도곡선과 같은 캡처된 데이터를 S! MPATI®에서 직접 확인할 수 있습니다.
온도제어 과정상의 측정방법은 인라인 3D 기하학적 측정 (GOM PONTOS)으로 이뤄져 있습니다. 열팽창 정도의 차이로 인한 조인트 영역에서 발생하는 전체 부품 변형 및 국부적 팽창이 분석됩니다. 오븐 공정에 대한 대체 모델은 실험에서 측정된 변형과 예측된 기하학적 편차를 비교해 봄으로써 검증됩니다.
따라서 이 복잡한 테스트 시스템을 통해 혼합 구조에 사용되는 다양한 재료의 고온 거동을 분석할 수 있습니다. 시험과정에서 부품을 정밀하게 측정함으로써 부품의 확장 가능성을 감지할 수 있습니다. 즉, 부품이 대량 생산되기 전에 다양한 재료를 시험하고, 분석할 수 있게 됩니다.