Predicción de la Variación Geométrica en Ensambles Fabricados Utilizando un Enfoque de Gemelo Digital que Incluye una Nueva Simulación de Soldadura No Nominal
Autores: Hultman, Hugo; Cedergren, Stefan; Wärmefjord, Kristina; Söderberg, Rikard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Predicción de la Variación Geométrica en Ensambles Fabricados Utilizando un Enfoque de Gemelo Digital que Incluye una Nueva Simulación de Soldadura No Nominal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Industria aeroespacial
Desarrollo de motores
Fabricación de alta precisión
Distorsión por soldadura
Paradigma de Gemelo Digital
Método SCV
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La industria aeroespacial enfrenta demandas constantemente crecientes en rendimiento y fiabilidad, especialmente en el área vital del desarrollo de motores. Se necesitan nuevas tecnologías para superar los límites de los procesos de fabricación de alta precisión para la próxima generación de motores de aeronaves. Un mayor uso de la recopilación de datos en línea en la fabricación está creando una oportunidad para individualizar cada operación de ensamblaje en lugar de tratarlas de manera idéntica. La soldadura es común en este contexto, y la interacción entre la distorsión por soldadura y la variación en las geometrías de las piezas es difícil de predecir y gestionar en productos con tolerancias ajustadas. Este documento propone un enfoque basado en el paradigma del Gemelo Digital, con el objetivo de aumentar la calidad geométrica al combinar el novedoso método SCV (Contracción volumétrica convexa en estado estable) para la simulación de soldadura no nominal con datos geométricos recopilados a partir de escaneos 3D de las piezas. Se presenta un estudio de caso en el que se escanean dos piezas y luego se sueldan juntas en un ensamblaje. Los datos del escaneo se utilizan como entrada para una simulación de soldadura no nominal, y el resultado de la simulación se compara directamente con los datos del escaneo del ensamblaje soldado real. Se utilizan y evalúan tres métodos diferentes de simulación de soldadura en función de la velocidad de simulación y la capacidad de predecir el resultado real de la soldadura. El método SCV segmentado para la simulación de soldadura muestra un potencial prometedor para esta implementación, ofreciendo buena precisión en las predicciones y alta velocidad de simulación.
Descripción
La industria aeroespacial enfrenta demandas constantemente crecientes en rendimiento y fiabilidad, especialmente en el área vital del desarrollo de motores. Se necesitan nuevas tecnologías para superar los límites de los procesos de fabricación de alta precisión para la próxima generación de motores de aeronaves. Un mayor uso de la recopilación de datos en línea en la fabricación está creando una oportunidad para individualizar cada operación de ensamblaje en lugar de tratarlas de manera idéntica. La soldadura es común en este contexto, y la interacción entre la distorsión por soldadura y la variación en las geometrías de las piezas es difícil de predecir y gestionar en productos con tolerancias ajustadas. Este documento propone un enfoque basado en el paradigma del Gemelo Digital, con el objetivo de aumentar la calidad geométrica al combinar el novedoso método SCV (Contracción volumétrica convexa en estado estable) para la simulación de soldadura no nominal con datos geométricos recopilados a partir de escaneos 3D de las piezas. Se presenta un estudio de caso en el que se escanean dos piezas y luego se sueldan juntas en un ensamblaje. Los datos del escaneo se utilizan como entrada para una simulación de soldadura no nominal, y el resultado de la simulación se compara directamente con los datos del escaneo del ensamblaje soldado real. Se utilizan y evalúan tres métodos diferentes de simulación de soldadura en función de la velocidad de simulación y la capacidad de predecir el resultado real de la soldadura. El método SCV segmentado para la simulación de soldadura muestra un potencial prometedor para esta implementación, ofreciendo buena precisión en las predicciones y alta velocidad de simulación.