Simulasi Forming dalam industri otomotif – kualitas dan efisiensi biaya di Neumayer Tekfor
Penulis: Juergen Schueler (Neumayer Tekfor Holding GmbH), Michael Tran (Hexagon)
Komponen otomotif sangat penting bagi kualitas dan efisiensi biaya dari komponen-komponen ini. Inilah alasan mengapa penggunaan tool simulasi sebelum produksi semakin meningkat. Dengan simulasi, proses dapat dirancang dan dioptimalkan untuk menghemat material atau meningkatkan uptime mesin.
Neumayer Tekfor Holding GmbH mengembangkan dan memproduksi komponen serta assembly untuk industri otomotif di pabrik mereka di Köln (Cologne). Lini produknya mencakup: Transmisi, Mesin (engine), Driveline, Fastener, Sasis (chassis)
Produk yang dikembangkan dan diproduksi oleh Neumayer Tekfor dibuat dengan berbagai metode, terutama: Warm forming / Cold forming, Ring rolling / Wedge rolling
Departemen engineering bertanggung jawab atas perencanaan seluruh proses pengembangan dan produksi komponen, meliputi: Kalkulasi biaya dan penawaran (bid proposal), Penentuan metode manufaktur, Konstruksi tool, Pemilihan supplier dan material dasar (raw material), Simulasi dan tata letak proses (process layout), Hingga awal produksi (start of production)
Komponen hasil ring rolling dibentuk awal dalam tiga tahap, lalu dibentuk secara radial dan aksial dalam mesin yang saling terhubung.
Virtual Process Layout
Untuk memenuhi persyaratan ini, Neumayer Tekfor menggunakan teknologi simulasi terkini untuk desain dan optimasi virtual proses forming. Kerjasama yang kuat dengan Simufact Engineering GmbH di Hamburg terjalin khusus untuk simulasi proses ring rolling dan wedge rolling.
Selain menyediakan layanan engineering, penyedia software dan mitra pengembangan ini juga menawarkan alat untuk analisis pendahuluan, evaluasi, dan optimasi proses forming yang direncanakan melalui lingkungan simulasi Simufact. Penggunaan software ini memungkinkan penghindaran tes yang memakan biaya tinggi pada mesin fisik dan penyimpangan proses.
Proses Pengembangan – Dari Permintaan ke Produk
Perancangan proses pengembangan “normal” biasanya dimulai dengan permintaan pelanggan dan gambar detail komponen yang diinginkan. Berdasarkan ini, gambar blank komponen dibuat dengan spesifikasi ukuran, kondisi tepi, dan material.
Pada tahap ini, konsep review awal dilakukan untuk memverifikasi apakah komponen dapat dibentuk sesuai kebutuhan. Perhitungan biaya dilakukan setelah penyelesaian gambar blank komponen, meliputi:
-
Kebutuhan material
-
Pemilihan mesin
-
Perhitungan tarif jam mesin
Untuk permintaan standar, perusahaan biasanya memiliki cukup pengalaman untuk memberikan estimasi tanpa atau dengan sedikit simulasi. Namun, pendekatan berbeda diterapkan untuk permintaan yang menantang secara manufaktur.
Dalam kasus tersebut, simulasi digunakan untuk memperoleh informasi detail tentang:
-
Gaya press
-
Kelayakan proses forming yang dipilih
Simulasi proses telah digunakan sejak tahap awal perhitungan penawaran, bahkan sebelum pembuatan part pertama. Pendekatan ini memberikan pemahaman proses yang lebih baik tanpa perlu mengoperasikan mesin atau menggunakan material fisik.
Perbandingan Pengujian Virtual dan Nyata
Jika biaya untuk tata letak proses dengan dan tanpa simulasi proses dibandingkan, hasilnya menunjukkan rasio 1:10. Untuk menentukan proses optimal melalui pengujian fisik, dibutuhkan beberapa anggota tim dan jam mesin yang mahal – mungkin bahkan berulang kali – hingga proses yang sempurna dapat ditetapkan. Selain itu, tidak ada produksi yang bisa dilakukan pada mesin selama masa pengujian.
Ketika dibandingkan dengan biaya awal dan operasional workstation simulasi, dalam kebanyakan kasus, investasi dalam alat virtual sudah teramortisasi hanya setelah satu proyek.
Simulasi juga berdampak signifikan pada kualitas produk di Neumayer Tekfor. Perusahaan ini telah bertahun-tahun mengembangkan dan memasok komponen high-end untuk industri otomotif. Dengan bantuan simulasi, perusahaan kini mampu merancang dan memproduksi komponen yang jauh lebih kompleks dibandingkan sebelumnya. Permintaan yang terlalu berisiko untuk direalisasikan 5-6 tahun lalu, kini dapat dirancang dan diwujudkan secara sistematis dengan simulasi, dengan risiko minimal.
Teknologi – Kemitraan Pengembangan antara Tekfor dan Hexagon
Ketika menghadapi kesulitan dengan komponen bermasalah, terutama dalam produksi serial yang sedang berjalan, Neumayer Tekfor dapat memanfaatkan keahlian Hexagon. Layanan ini mencakup alih daya penuh untuk perhitungan teknis.
Pengetahuan yang diperoleh digunakan untuk:
-
Mengatasi gangguan dalam produksi serial
-
Mencegah masalah serupa di proyek-proyek mendatang
Kemitraan semacam ini telah terjalin selama bertahun-tahun dan memberikan keuntungan timbal balik berupa pertukaran pengetahuan. Kolaborasi ini memungkinkan penyelesaian masalah produksi yang kompleks sekaligus pengembangan solusi jangka panjang untuk proses manufaktur yang lebih baik.
Faktor Penting dalam Pengambilan Keputusan
Aspek kunci dalam proses pengambilan keputusan adalah fakta bahwa software Simufact merupakan satu-satunya tool yang dapat digunakan oleh non-ahli untuk analisis elemen hingga (FE), berkat antarmuka grafisnya yang user-friendly dan mudah digunakan.
“Kerjasama dengan mitra teknologi kami, Simufact, telah berkembang selama bertahun-tahun, khususnya dalam bidang ring rolling. Kami telah mencapai tingkat akurasi 90-98% antara produk nyata dengan layout virtual, berpaduan antara staf berpengalaman dan simulasi,” jelas Juergen Schueler, Head of Engineering Neumayer Tekfor Holding GmbH.
konsep CAD Cross Wedge
Simulasi transmisi transisi 6-gear
Komponen cross wedge roll setelah inducive heating
Prospek ke Depan
Neumayer Tekfor berencana meningkatkan aktivitas simulasi ring rolling dan wedge rolling dalam satu hingga dua tahun mendatang. Aplikasi ini memiliki potensi terbesar untuk mengurangi biaya produksi karena proyek-proyeknya biasanya sangat kompleks.
Khususnya, penghubungan antar tahap pembentukan (forming stages) seringkali menjadi tantangan tersendiri. Dengan simulasi, proyek-proyek ini dapat direalisasikan dengan lebih baik dan lebih efisien secara biaya.
Selain itu, penyempurnaan juga akan dilakukan pada seluruh proses pembentukan lainnya di Neumayer Tekfor. Hal ini akan membuka cara-cara baru untuk:
-
Menyederhanakan proses perencanaan
-
Meningkatkan efisiensi ekonomi proses
-
Meningkatkan prediktabilitas hasil produksi
Dengan demikian, simulasi tidak hanya membantu mengoptimalkan proses yang ada, tetapi juga membuka peluang untuk inovasi dan peningkatan berkelanjutan di masa depan.
Kesimpulan
Secara ringkas, dapat disimpulkan bahwa dunia engineering saat ini tidak dapat lagi dipisahkan dari pemanfaatan simulasi proses forming. Teknologi ini memungkinkan:
-
Identifikasi dini area kritis pada produk
-
Studi kelayakan tanpa perlu membuat prototipe fisik
-
Pengurangan biaya produksi yang sedang berjalan, berkat solusi Simufact
Bersama Hexagon sebagai mitra software dan teknologi, Neumayer Tekfor akan terus mengembangkan dan mematangkan teknologi simulasi untuk aplikasi praktis. Kolaborasi ini tidak hanya meningkatkan efisiensi, tetapi juga membuka peluang baru dalam inovasi proses manufaktur.
“Simulasi forming merupakan hal yang sangat penting bagi kami, karena akan menjadi masalah kritis jika kami tidak menganalisis proses forming sebelum produksi dimulai. Analisis dan optimasi proses kompleks kami hanya mungkin dilakukan dengan mitra yang: Responsif terhadap kebutuhan pelanggan dan Bersedia mengimplementasikan ide-ide perbaikan dalam waktu sesingkat mungkin. Kami telah menemukan mitra seperti itu di Simufact – mitra yang benar-benar berfokus pada kepuasan pelanggan. Pada akhirnya, sebuah produk bisa dikatakan baik ketika penggunanya merasa puas,” tegas Juergen Schueler, Head of Engineering Neumayer Tekfor Holding GmbH.