Sandvik Coromant ha participado en un exitoso proyecto de investigación sobre el intercambio de datos STEP (Estándar para el Intercambio de Datos de Modelos de Producto). En colaboración con GKN Aerospace Engine Systems, la Universidad Técnica de Chalmers en Gotemburgo y el Centro de Investigación Fraunhofer-Chalmers para Matemáticas Industriales (FCC), el grupo de trabajo ha desarrollado un entorno de cooperación y lo ha aplicado al proceso de mantenimiento y reparación (MRO) para piezas metálicas complejas. Los resultados muestran que las normas ISO para la fabricación digital proporcionan una base para el intercambio de datos interoperable y basado en modelos y la ejecución a lo largo de toda la cadena de valor relacionada con la reparación.
La reparación de una pala de turbina dañada es casi siempre un caso individual. Esto se debe a que ningún daño es igual a otro, las tolerancias son extremadamente ajustadas y el trabajo requiere conocimientos especializados de diversas áreas. Para realizar reparaciones, hasta ahora se habían tenido que intercambiar imágenes, PDFs, capturas de pantalla y archivos CAD/CAM originales entre empresas y sistemas de software. Un proceso muy laborioso que aumentaba el riesgo de errores.
En el marco del proyecto Dig4ReMan, financiado por Vinnova y el programa 'Digitalización Avanzada', el grupo del proyecto aplicó los protocolos de aplicación STEP AP242 y AP238 para desarrollar un lenguaje neutral y basado en modelos para geometría 3D, PMI, instrucciones de mecanizado y datos de herramientas. Al igual que en un documento en la nube compartido, todos los involucrados pueden ver y actualizar el mismo modelo sin que se pierdan datos.
El resultado es un proceso digital completamente conectado que se extiende a lo largo de todo el ciclo de reparación: desde la inspección de una pieza dañada hasta la eliminación de material, la planificación de la fabricación aditiva, la simulación, la programación CAM y el mecanizado final, así como la verificación. Según GKN Aerospace, se pueden ahorrar hasta un 95 por ciento de material, energía y emisiones de CO2 en un componente reacondicionado en comparación con una pieza de repuesto nueva. Además, los costos son significativamente más bajos.
Los investigadores de la Universidad Técnica de Chalmers y del FCC aportaron modelos avanzados para la predicción de deformaciones, tolerancias y comportamiento térmico. Sandvik Coromant, a su vez, aportó su experiencia en herramientas de corte y estándares de datos, lo que permite a las máquinas CNC y los sistemas CAM intercambiar información de fabricación más completa que lo que es posible con G-Code.
“Este tipo de mecanizado es extremadamente exigente”, explica Johan Vallhagen, investigador principal y líder del proyecto en GKN Aerospace. “Cada pala dañada presenta un nuevo desafío.” Normalmente, se confía en ajustes manuales y una comunicación dispersa a través de muchos sistemas. Sin embargo, al utilizar una cadena digital estandarizada, podemos reducir drásticamente la complejidad y asegurarnos de que todos los expertos trabajen con los mismos datos exactos.”
Los estándares ISO-STEP se utilizaron en cada paso del flujo de trabajo. AP238 permite el intercambio de secuencias de mecanizado, definiciones de herramientas y parámetros de herramientas ISO-13399 entre sistemas CAM y entre CAM y máquina. AP242 permite una definición basada en modelos que se utiliza de manera uniforme en la verificación, planificación, simulación y verificación.
“No se trataba solo de reparar piezas”, enfatiza Mikael Hedlind, coordinador del proyecto en Sandvik Coromant. “Se trataba de demostrar que los datos de diseño, mecanizado, simulación y verificación pueden fluir sin problemas entre empresas. Los estándares STEP nos dieron un lenguaje común para esto. Y una vez que todos hablan el mismo idioma, la colaboración se vuelve más rápida, clara e inteligente.”
El proyecto Dig4ReMan ha demostrado que el intercambio de datos basado en STEP puede comunicar la intención de fabricación concreta incluso a través de diferentes organizaciones, disciplinas y sistemas de software. Para seguir fortaleciendo la colaboración digital en la fabricación, Sandvik Coromant y sus socios también desarrollarán en el futuro nuevos métodos adecuados.
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