Fabricante de asientos para auto baja costos y mejora la calidad con el análisis de estampado

Adient fabricante de asientos para auto baja costos y mejora la calidad con el análisis de estampado FormingSuite

 

De acuerdo con Adient, fabricante automotriz de asientos, un tercio de los autos llevan sus productos. Como tal, existe una presión sobre Adient para innovar continuamente su oferta de productos y sus procesos de manufactura.


Con los incentivos para que los fabricantes entreguen productos más eficientes en combustible, el equipo de Adient con sede en Michigan optó por una nueva herramienta de análisis de estampado para ayudar a diseñar asientos de coches más livianos, además de mejorar los procesos para ahorrar tiempo y reducir el desperdicio de material.


Cada año Adient provee asientos y componentes para más de 250,000 autos. Pero el impacto de la empresa en el mercado automotriz no se limita a esta proveeduría, va más allá dando una gran responsabilidad a sus diseñadores e ingenieros para liderear e innovar en los coches del mañana.


La industria automotriz está bajo la presión de regular los consumos de combustible y hacer más eficiente su uso, así como cortar emisiones. Como tal, el peso del vehículo es un objetivo para los fabricantes de automóviles, particularmente dado el creciente aumento de vehículos eléctricos y sobre que tan lejos pueden viajar estos antes de necesitar recargarse. Para ayudar en este rubro, Adient trabaja continuamente para hacer mas ligeros los asientos, por ejemplo, desde 2010 ha bajado el peso entre 20 a 30% con un objetivo de peso de 10kg (22lbs) o menos para el 2020.


Para lograr esto el equipo de diseño de Adient explora las capacidades de formado, resistencia de materiales, materiales híbridos y estructuras de pared delgada, así como mecanismos  que logren reducir el peso. Pero aun usando los métodos convencionales de determinar esta manufacturabilidad pueden causar problemas.


Adient probó la viabilidad de los cambios de diseño antes de que las piezas llegaran al piso de producción para evitar fracturas, cuellos, arrugas y otros defectos de estampado. Con el proceso anterior de la compañía, los ingenieros de estampado firmarían un dibujo, pero la evaluación de su factibilidad técnica no estaba estandarizada en gran medida y se basaba en la experiencia de cada ingeniero. Los talleres de herramental producirían una simulación de formado, y si se encontraban problemas, se enviarían de vuelta a los ingenieros de estampado, quienes a su vez lo enviarían de vuelta a los diseñadores de producto. Este camino, además de causar ineficiencias, contribuía a pérdida de tiempo y materiales, el proceso no maximizaba las capacidades para la innovación.

Adient fabricante de asientos para auto baja costos y mejora la calidad con el análisis de estampado FormingSuite
Optimizando la manufactura del producto

La alianza de Adient con FTI se remonta a la historia de la compañía antes de su creación como una spin-off de Johnson Controls, en su momento ahorró tiempo y dinero al adquirir soluciones de FTI (Software para diseño de procesos de chapa metálica, estimación de costos y simulación), incluidas las aplicaciones de reducción de costos de materiales COSTOPTIMIZER®, FASTBLANK® y FASTFORM® Advanced.


Adient opto por la aplicación de análisis FormingSuite COSTOPTIMIZER Professional para evaluar la manufactura del diseño, para también ejecutar análisis tamaños de blancos, detección de overlaps, recuperación, así como encontrar arrugas y otros defectos de estampado.


Al usar COSTOPTIMIZER Professional los diseños eran evaluados de acuerdo con tres factores: Diagramas de límites de formado (FLD), esfuerzos de espesor y limites de adelgazamiento. Para Michael Walter un ingeniero de manufactura en Adient, el parámetro FLD es crucial, “El FLD lo es todo. Es diferente para cada material. No importa cuál sea el esfuerzo de adelgazamiento o engrosamiento, si hay puntos por encima de la curva de límite de formado la pieza fallará ".


Las capacidades de COSTOPTIMIZER Professional para interpretar estos parámetros permitió que Adient hiciera mejoras en el uso de materiales y diseño de producto. Por ejemplo, al dar al diseñador estimaciones precisas en la localización de esfuerzos de adelgazamiento que ocurrían en un montaje de asiento en el riel del asiento. Adient pudo incrementar el espesor de 2.2 a 2.5mm mientras se reducía el esfuerzo de 32 a 18%. De manera similar el análisis de recuperación (springback) del software permitieron negocia las tolerancias. Michael comenta, "Si un ingeniero quiere un perfil de 1 mm alrededor de un agujero, podemos usar los datos de análisis recuperación para mostrar si es posible o no, y asegurarnos de cumplir con los requerimientos correctos".


La simulación y digitalización de la manufactura de una pieza han sido invaluables para Adient para entender mejor el diseño y su proceso de fabricación. "Al ver un blanco puede parecer normal, pero el software facilita la identificación de sus características geométricas que no se perciben a simple vista, como por ejemplo colocando el overlap o superposición del blanco donde las bridas son demasiado altas en la esquina", menciona Michael. "Los procesos anteriores se basaron en gran medida en el aprovechamiento de la experiencia, y FormingSuite® realmente nos permite aprovechar eso, aumentando la confianza en nuestros análisis".


“Desde la adquisición de FTI, Adient añadió el paso a su proceso para simular el formado en todos sus proyectos antes de ir a producción. Los problemas asociados a formado durante las pruebas previas a producción se eliminaron, con el ahorro de tiempo el ciclo del producto, por ejemplo, en 2018 ejecutamos 1,800 análisis.” comenta Michael

Las funciones de comunicación de FormingSuite han ayudado a Adient a evitar fabricar piezas que no tengan viabilidad técnica, ahorrando así tiempo, recursos y evitar cuellos de botella. El uso de la herramienta de reporte contramedidas (counter measures) del software, permite a los usuarios comunicar al ingeniero de producto los cambios importantes que deben ser hechos. "Tenemos un proceso de comunicación más sólido y podemos garantizar que los diseños que tienen problemas no se fabriquen", comenta Michael. "Al detectar problemas desde el principio, muchas menos piezas están volviendo de nuestros talleres de herramentales y hemos visto una reducción de desperdicios y retrabajo".


Con un mejor proceso de evaluación de manufactura, Adient continuara consolidando su posición como uno de los líderes del mercado de asientos para coches.



Fuente: Hexagon MI, caso de estudio Adient en EUA

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