Text: Sandvik Coromant
Sandvik Coromant, specialist inom skärande bearbetning och tillverkningslösningar, har deltagit i ett framgångsrikt forskningsprojekt kring STEP-standarden (Standard for the Exchange of Product Data). Tillsammans med GKN Aerospace Engine Systems, Chalmers University of Technology och Fraunhofer Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics, har arbetsgruppen utvecklat en samarbetsmiljö och tillämpat den på underhålls- och reparationsprocesser (MRO) för komplexa metallkomponenter.
Resultaten visar hur ISO-standarder för digital tillverkning skapar en grund för interoperabelt, modellbaserat datautbyte och processexekvering genom hela reparationsvärdekedjan.
Att reparera ett skadat turbinblad är nästan alltid en unik situation. Inga två skador är identiska, toleranserna är extremt snäva och arbetet kräver specialistkunskap inom flera olika områden. Traditionellt behöver bilder, PDF-filer, skärmdumpar och proprietära CAD/CAM-filer skickas fram och tillbaka mellan företag och programvarusystem för att möjliggöra reparationer – en tidskrävande process som samtidigt ökar risken för fel.
Genom Dig4ReMan-projektet, som finansierades av Vinnova och programmet Advanced Digitalization, tillämpade projektgruppen STEP-standardernas applikationsprotokoll AP242 och AP238 för att skapa ett neutralt, modellbaserat språk för 3D-geometri, PMI-information (Product Manufacturing Information), bearbetningsinstruktioner och verktygsdata. På samma sätt som i ett delat molndokument kan alla involverade parter se och uppdatera samma modell utan att information går förlorad.
Resultatet är en helt sammanhängande digital tråd genom hela reparationsprocessen – från inspektion av en skadad komponent till materialavverkning, planering av additiv tillverkning, simulering, CAM-programmering samt slutlig bearbetning och verifiering. GKN Aerospace uppskattar att en renoverad komponent kan minska materialförbrukning, energianvändning och CO₂-utsläpp med upp till 95 procent jämfört med en nytillverkad reservdel, samtidigt som kostnaden blir avsevärt lägre.
Forskarna från Chalmers och Fraunhofer Chalmers bidrog med avancerade modeller som förutsäger deformationer, toleranser och termiskt beteende. Sandvik Coromant bidrog med expertis inom skärverktyg och kunskap om datastandarder, vilket gör det möjligt för CNC-maskiner och CAM-system att utbyta betydligt mer omfattande tillverkningsinformation än vad traditionell G-kod tillåter.
“Den här typen av bearbetning är extremt krävande,” säger Johan Vallhagen, senior forskare och projektledare på GKN Aerospace. “Varje skadat turbinblad innebär en ny utmaning, och det är vanligt att man förlitar sig på manuella justeringar och fragmenterad kommunikation mellan många olika system. Genom att använda en standardiserad digital kedja kan vi minska komplexiteten avsevärt och säkerställa att alla experter arbetar utifrån samma korrekta data.”
ISO STEP-standarderna tillämpades i varje steg av arbetsflödet. AP238 möjliggör utbyte av bearbetningssekvenser, verktygsdefinitioner och skärverktygsparametrar enligt ISO 13399 mellan CAM-system och mellan CAM-system och maskiner. AP242 möjliggör en modellbaserad definition som används konsekvent vid kontroll, planering, simulering och verifiering.
“Det handlade inte bara om att reparera komponenter” säger Mikael Hedlind, projektkoordinator på Sandvik Coromant. “Det handlade om att bevisa att konstruktions-, bearbetnings-, simulerings- och inspektionsdata kan flöda sömlöst mellan olika företag. STEP-standarderna gav oss ett gemensamt språk, och när alla talar samma språk blir samarbetet snabbare, tydligare och mer intelligent.”
Dig4ReMan projektet visar att STEP-baserat datautbyte kan förmedla den verkliga tillverkningsavsikten mellan olika organisationer, discipliner och programvarusystem. Sandvik Coromant och dess partners kommer att fortsätta utveckla metoder som stärker det digitala samarbetet inom tillverkningsindustrin.
