Sandvik Coromant, empresa especializada en soluciones para el mecanizado de metales y la industria manufacturera, ha participado en un proyecto de investigación dedicado al estándar STEP (Standard for the Exchange of Product data). Junto con GKN Aerospace Engine Systems, la Chalmers University of Technology y el Centro de Investigación Fraunhofer Chalmers para las Matemáticas Industriales, el grupo de trabajo ha desarrollado un entorno colaborativo y lo ha aplicado a los procesos de mantenimiento y reparación (MRO) de componentes metálicos complejos. Los resultados demuestran que las normas ISO para la fabricación digital pueden proporcionar una base para un intercambio de datos interoperable y basado en modelos, así como para la ejecución a lo largo de toda la cadena de la reparación.

La reparación de un álabe de turbina dañado suele ser, casi siempre, un caso único. No hay dos daños iguales, las tolerancias son extremadamente estrictas y el trabajo exige conocimientos especializados en distintos ámbitos. Tradicionalmente, para poder llevar a cabo estas reparaciones es necesario intercambiar constantemente imágenes, archivos PDF, capturas de pantalla y ficheros CAD/CAM nativos entre empresas y sistemas de software, un proceso largo que además incrementa el riesgo de errores.

A través del proyecto Dig4ReMan, financiado por Vinnova y el programa Advanced Digitalization, el equipo ha aplicado los estándares STEP AP242 y AP238 para crear un lenguaje neutro y basado en modelos para geometrías 3D, PMI, instrucciones de mecanizado y datos de herramientas. Al igual que en un documento compartido en la nube, todas las partes implicadas pueden visualizar y actualizar un mismo modelo sin pérdida de información.

El resultado es un hilo digital completamente conectado a lo largo de todo el proceso de reparación: desde la inspección del componente dañado, pasando por la eliminación de material y la planificación de la fabricación aditiva, hasta la simulación, la programación CAM, el mecanizado y la verificación final. Según GKN Aerospace, un componente regenerado puede suponer hasta un 95 % de ahorro en materiales, energía y emisiones de CO₂ frente a una pieza nueva, además de una reducción significativa de costes.

Los investigadores de Chalmers y del Fraunhofer Chalmers Centre han aportado modelos avanzados capaces de predecir deformaciones, tolerancias y comportamiento térmico. Por su parte, Sandvik Coromant ha contribuido con su experiencia en herramientas de corte y datos estandarizados, lo que ha permitido que las máquinas CNC y los sistemas CAM intercambien información de producción mucho más detallada que la que ofrece el código G tradicional.

“Este tipo de mecanizado es extremadamente exigente”, señaló Johan Vallhagen, investigador sénior y director del proyecto en GKN Aerospace. “Cada álabe dañado supone un nuevo reto, y es habitual recurrir a ajustes manuales y a comunicaciones fragmentadas entre múltiples sistemas. Al utilizar una cadena digital estandarizada, podemos reducir de forma drástica la complejidad y garantizar que todos los expertos trabajen con los mismos datos precisos”.

Los estándares ISO STEP se han utilizado en todas las fases del flujo de trabajo. El estándar AP238 permite el intercambio CAM-a-CAM y CAM-a-máquina de secuencias de mecanizado, definiciones de herramientas y parámetros de corte según la norma ISO 13399. Por su parte, AP242 permite una definición basada en modelos que se emplea de forma coherente en inspección, planificación, simulación y verificación.
“No se trataba solo de reparar componentes”, explicó Mikael Hedlind, coordinador del proyecto en Sandvik Coromant. “Se trataba de demostrar que los datos de diseño, mecanizado, simulación e inspección pueden fluir sin interrupciones entre empresas. Los estándares STEP nos han proporcionado un lenguaje común y, cuando todos hablan el mismo idioma, la colaboración se vuelve más ágil, clara e inteligente”.

El proyecto Dig4ReMan demuestra que el intercambio de datos basado en STEP puede trasladar de forma fiel la intención de fabricación a través de distintas organizaciones, disciplinas y sistemas de software. Sandvik Coromant y sus socios continuarán desarrollando metodologías destinadas a reforzar la colaboración digital en el sector manufacturero.