Kärcher optimerar akustisk utveckling genom Siemens PLM-programvara
Winnenden, Tyskland. Kärcher, ledare på världsmarknaden inom reningsteknik och utrustning, möter föreskrivande krav och överträffar kundernas förväntan med Siemens Product Lifecycle Management PLM. Programmen som användes var LMS Virtual.Lab Acoustics programvara och LMS testlösningar från Siemens PLM Software.
Trots det stora antalet grannar som på en lördag kan ses tvätta sina bilar med en pålitlig och gul högtryckstvätt från Kärcher, så hörs endast ett diskret brummande ljud. Omhändertagandet av akustiken är något typiskt för Alfred Kärcher GmbH (Kärcher) och en viktig del av företagets varumärke. Dr Florian Ebert som jobbar på Alfred Kärcher Research and Development Center i Winneden, nära Stuttgart, är chef för tillämpad forskning och tekniklämplighet och tillsammans med sin kollega Felix Bensing, expert på datorsimulering och fluiddynamik, säkerställer han att företaget producerar så tystgående produkter som möjligt världen över. Förutom säkerhet och bekvämlighet måste EU-direktiv för ljudeffektnivåer tas med i beräkningen. Kärcher gör akustisk simulering till en del av sin vanliga konstruktionsprocess. Resultatet: företaget har lyckats begränsa ljudnivån till 80 decibel (db) för sina torra dammsugare och trenden för tystgående apparater växer.
Inte så lätt som det verkar
När det kommer till utvecklingsteknik måste teamet hantera tuffa utmaningar så som ljud från roterande fläktar och blåsmaskiner. I de flesta produkterna från Kärcher finns det en ljudkälla inne i apparaten som avger ljud till omgivningen. Innan beslutet att använda LMS Virtual.Lab Acoustic Solution från Siemens PLM Software, så spenderade teamet mycket tid på att utföra experimenterande prototyptester och litade på den tekniska intuitionen vilket kom att bli en tidskrävande, mödosam och dyr process. ”Vi ville minska antalet mätningar” förklarar Eberg. ”Det betydde att vi kunde minska kostnaderna, påskynda vår utvecklingsprocess, och viktigast av allt, starta med de korrekta ljudnivåerna mycket tidigare i utvecklingsprocessen utan att använda prototyper. Med LMS Virtual.Lab, blir den övergripande optimeringsprocessen mer flexibel. Vi behöver faktiskt inte en fysisk prototyp; vi behöver endast vår datorstödda designmodell.”
Enastående prestanda
Till skillnad från de flesta som använder LMS Virtual. Lab Acoustics, som tenderar att fungera i ett lågfrekvensområde mellan 1000 till 2000 Hertz, så kräver Kärcher ett frekvensområde upp till 10 Kilohertz. ”Roterande fläktar kan generera ljud upp till 10 Kilohertz,” förklarar Bensing. ”Dessa frekvensområden kräver väldigt detaljerade ingrepp och kraftiga datoransträngningar. Våra mellanmodeller kan beräknas inom bara några timmar. Men med större volymer eller strukturer med 100-litersbehållare blev beräkningstiden astronomisk. Vi var tvungna att minska eller begränsa vårt beräkningsfält, vilket var enkelt att göra med LMS Virtual.Lab.”
Mer pålitlig utveckling
Med stödet från en LMS Virtual.Lab-expert från Siemens PLM Software, kunde teamet på Kärcher konstatera att genomförandet av simuleringen upp till 10 Kilohertz gav en bra balans mellan att fånga ljudkällor och att hålla den spenderade tiden till en godtagbar nivå. De jobbade tillsammans för att bygga flera testcase med speciella algoritmer för att justera tiderna för dataanvändning. Inte bara motsvarade de testresultaten väl, Bensing är också glad att simuleringsmiljön i LMS Virtual. Lab tillåter honom att göra eventuella valfria ändringar i geometrin. ”Plattformen gör det möjligt att jobba utan begränsningar, något som inte går med en prototyp.”
Bra samspel med LMS testlösningar
LMS-produkter är inte nytt för Kärcher som har använt LMS testlösningar i nästan ett decennium för akustik och vibrationstester, även för oljud, vibration och hårdhet (NVH) felsökning. Användningen av LMS Scadas mobila utrustning med 20 kanaler och
LMS Test.Lab programvara innebär att ljudmätningar finns tillgängliga på bara 30 sekunder, en enorm förbättring jämfört med det tidigare systemet som endast hade en kanal. Tack vare dess enorma sortiment så utför teamet på Kärcher flera tusen mätningar varje år. LMS Virtual.Lab används i ett mycket tidigt planeringsstadium för akustisk optimering. ”Först trodde vi att vi ville ha en lösning för att sänka kostnaderna och påskynda vår process genom att tidigarelägga mer flexibilitet i vår optimeringsfas. Idag, genom LMS Virtual.Lab Aucoustics kan vi verkligen se in i ljudfältet,” avslutar Bensing.
Bildtext:
Siemens PLM Software tillåter Kärcher att optimera sin akustiska utvecklingsprocess.
