Simulationsbasierte Produktionsprozess-Optimierung am Beispiel der Infrarottrocknung

Abstract

Steigende Qualitäts- und Sicherheitsstandards sowie das ständige Bestreben, Gewicht und Energieverbrauch zu reduzieren, führen beispielsweise im Fahrzeugbau zu immer komplexeren Fahrzeugstrukturen und effizienteren Produktionsprozessen. Zur Auslegung dieser Produktionsprozesse werden zunehmend numerische Methoden zur Prozesssimulation eingesetzt. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein erweitertes Konzept vorgestellt, welches die Vorgehensweise zur Entwicklung einer virtuellen Produktionsanlage beschreibt, um somit mögliche Anlagenkonfigurationen und Prozessparameter frühzeitig zu untersuchen, hinsichtlich ihrer Effizienz und Robustheit zu bewerten und zu optimieren. Die Anwendung des Konzepts zur Produktionsprozess-Optimierung wird am Beispiel der Infrarottrocknung, einem Teilprozess der Hohlraumkonservierung von Fahrzeugkarosserien, demonstriert. Schwerpunkte der Arbeit stellen die phänomenologische Analyse, die numerische Modellbildung, die experimentelle Validierung und die Optimierung des Wärmeeintrags mittels Infrarotstrahler sowie des weiteren Wärmetransports innerhalb der Fahrzeugkarosserien dar, u. a. über thermischen Kontakt an Schweißpunktverbindungen.