Sandvik Coromant a participé à un projet de recherche réussi sur l'échange de données STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data). En collaboration avec GKN Aerospace Engine Systems, l'École technique de Chalmers à Göteborg et le Centre de recherche Fraunhofer-Chalmers pour les mathématiques industrielles (FCC), le groupe de travail a développé un environnement de coopération et l'a appliqué au processus de maintenance et de réparation (MRO) pour des pièces métalliques complexes. Les résultats montrent que les normes ISO pour la fabrication numérique fournissent une base pour l'échange de données interopérable et basé sur des modèles tout au long de la chaîne de valeur liée à la réparation.
La réparation d'une pale de turbine endommagée est presque toujours un cas individuel. Cela est dû au fait qu'aucun dommage ne ressemble à un autre, les tolérances étant extrêmement serrées et le travail nécessitant une expertise dans divers domaines. Pour réaliser des réparations, il était jusqu'à présent nécessaire d'échanger des images, des PDF, des captures d'écran et des fichiers CAD/CAM originaux entre entreprises et systèmes logiciels. Un processus très chronophage qui augmentait le risque d'erreurs.
Dans le cadre du projet Dig4ReMan financé par Vinnova et le programme « Advanced Digitalization », le groupe de projet a appliqué les protocoles d'application STEP AP242 et AP238 pour développer un langage neutre et basé sur des modèles pour la géométrie 3D, les PMI, les instructions de traitement et les données d'outils. Tout comme pour un document cloud partagé, toutes les parties prenantes peuvent consulter et mettre à jour le même modèle sans perte d'informations.
Le résultat est un processus numérique entièrement connecté qui traverse tout le cycle de réparation : de l'inspection d'une pièce endommagée à l'enlèvement de matière, à la planification de la fabrication additive, en passant par la simulation, la programmation CAM et le traitement final ainsi que la vérification. Selon GKN Aerospace, jusqu'à 95 % de matériaux, d'énergie et d'émissions de CO2 peuvent être économisés sur une pièce reconditionnée par rapport à une pièce de rechange neuve. De plus, les coûts sont nettement inférieurs.
Les chercheurs de l'École technique de Chalmers et du FCC ont contribué avec des modèles avancés pour prédire les déformations, les tolérances et le comportement thermique. Sandvik Coromant, quant à lui, a apporté son expertise en matière d'outils de coupe et de normes de données, permettant aux machines CNC et aux systèmes CAM d'échanger des informations de fabrication plus complètes que ce qui est possible avec le G-Code.
« Ce type de traitement est extrêmement exigeant », explique Johan Vallhagen, chercheur principal et chef de projet chez GKN Aerospace. « Chaque pale endommagée représente un nouveau défi. » En général, on s'appuie sur des ajustements manuels et une communication dispersée à travers de nombreux systèmes. Cependant, en utilisant une chaîne numérique standardisée, nous pouvons réduire considérablement la complexité et garantir que tous les experts travaillent avec les mêmes données exactes. »
Les normes ISO-STEP ont été utilisées à chaque étape du flux de travail. AP238 permet l'échange de séquences de traitement, de définitions d'outils et de paramètres d'outils ISO-13399 entre les systèmes CAM ainsi qu'entre CAM et machine. AP242 permet une définition basée sur des modèles qui est utilisée de manière cohérente lors de l'examen, de la planification, de la simulation et de la vérification.
« Il ne s'agissait pas seulement de réparer des pièces », souligne Mikael Hedlind, coordinateur de projet chez Sandvik Coromant. « Il s'agissait de prouver que les données de conception, de traitement, de simulation et de test peuvent circuler sans heurts entre les entreprises. Les normes STEP nous ont donné un langage commun à cet égard. Et une fois que tout le monde parle le même langage, la collaboration devient plus rapide, plus claire et plus intelligente. »
Le projet Dig4ReMan a montré que l'échange de données basé sur STEP peut également transmettre l'intention de fabrication concrète à travers différentes organisations, disciplines et systèmes logiciels. Pour renforcer davantage la collaboration numérique dans la fabrication, Sandvik Coromant et ses partenaires développeront également à l'avenir de nouvelles méthodes appropriées.
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