Sandvik Coromant ha partecipato a un progetto di ricerca di successo per lo scambio di dati STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data). In collaborazione con GKN Aerospace Engine Systems, l'Università Tecnica di Chalmers a Göteborg e il Fraunhofer-Chalmers Research Centre for Industrial Mathematics (FCC), il gruppo di lavoro ha sviluppato un ambiente di cooperazione e lo ha applicato al processo di manutenzione e riparazione (MRO) per parti metalliche complesse. I risultati mostrano che gli standard ISO per la produzione digitale forniscono una base per lo scambio di dati interoperabili e basati su modelli e l'esecuzione lungo l'intera catena del valore legata alla riparazione.
La riparazione di una pala di turbina danneggiata è quasi sempre un caso individuale. Questo perché nessun danno è uguale a un altro, le tolleranze sono estremamente strette e il lavoro richiede competenze specialistiche in vari settori. Per realizzare le riparazioni, fino ad ora era necessario scambiare immagini, PDF, screenshot e file CAD/CAM originali tra aziende e sistemi software. Un processo molto dispendioso in termini di tempo, che aumentava il rischio di errori.
Nell'ambito del progetto Dig4ReMan finanziato da Vinnova e dal programma 'Advanced Digitalization', il gruppo di progetto ha applicato i protocolli di applicazione STEP AP242 e AP238 per sviluppare un linguaggio neutro e basato su modelli per geometria 3D, PMI, istruzioni di lavorazione e dati degli utensili. Analogamente a un documento cloud condiviso, tutte le parti coinvolte possono visualizzare e aggiornare lo stesso modello senza perdere informazioni.
Il risultato è un processo digitale completamente connesso che si estende per l'intero ciclo di riparazione: dall'ispezione di una parte danneggiata, attraverso la rimozione del materiale e la pianificazione della produzione additiva, fino alla simulazione, programmazione CAM e lavorazione finale e verifica. Secondo GKN Aerospace, in un componente rigenerato rispetto a un nuovo pezzo di ricambio, è possibile risparmiare fino al 95% di materiale, energia ed emissioni di CO2. Inoltre, i costi sono notevolmente inferiori.
I ricercatori dell'Università Tecnica di Chalmers e del FCC hanno contribuito con modelli avanzati per la previsione delle deformazioni, delle tolleranze e del comportamento termico. Sandvik Coromant, a sua volta, ha portato la propria esperienza sugli utensili da taglio e sugli standard dei dati, consentendo così a macchine CNC e sistemi CAM di scambiare informazioni di produzione più complete rispetto a quanto possibile con il G-Code.
«Questo tipo di lavorazione è estremamente impegnativo», spiega Johan Vallhagen, ricercatore senior e project manager presso GKN Aerospace. «Ogni pala danneggiata rappresenta una nuova sfida». Di solito ci si affida a regolazioni manuali e a una comunicazione dispersa tra molti sistemi. Tuttavia, utilizzando una catena digitale standardizzata, possiamo ridurre drasticamente la complessità e garantire che tutti gli esperti lavorino con gli stessi dati esatti.»
Gli standard ISO-STEP sono stati utilizzati in ogni fase del flusso di lavoro. AP238 consente lo scambio di sequenze di lavorazione, definizioni degli utensili e parametri degli utensili ISO-13399 tra sistemi CAM e tra CAM e macchina. AP242 consente una definizione basata su modelli che viene utilizzata in modo uniforme durante la verifica, la pianificazione, la simulazione e la verifica.
«Non si trattava solo di riparare parti», sottolinea Mikael Hedlind, coordinatore del progetto presso Sandvik Coromant. «Si trattava di dimostrare che i dati di progettazione, lavorazione, simulazione e verifica possono fluire senza soluzione di continuità tra le aziende. Gli standard STEP ci hanno fornito un linguaggio comune. E una volta che tutti parlano la stessa lingua, la collaborazione diventa più rapida, chiara e intelligente.»
Il progetto Dig4ReMan ha dimostrato che lo scambio di dati basato su STEP può trasmettere l'intento di produzione concreto anche attraverso diverse organizzazioni, discipline e sistemi software. Per rafforzare ulteriormente la collaborazione digitale nella produzione, Sandvik Coromant e i suoi partner svilupperanno anche in futuro nuovi metodi appropriati.
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