Om kortere doorlooptijden in de verspaning te realiseren, zal binnen enkele jaren adaptief verspanen zijn ingang vinden in de industrie. De volgende stap is met sensoren voortdurend het proces meten en real time bijsturen.

Dat voorspelde Andreas Saar van Siemens PLM Software onlangs tijdens de tweede ICTM conferentie in Aken. Tijdens dit evenement van het Fraunhofer ILT en IPT hebben experts uit industrie en wetenschap twee dagen met elkaar gepraat over de richting die het verspanen van turbinecomponenten op moet om aan de eisen van de energie- en luchtvaartindustrie te voldoen. Adaptief verspanen is een van de pistes die kansrijk worden gevonden.

Kortere doorlooptijden

Een van de behoefte is kortere doorlooptijden. In Aken werken daarom de onderzoekers aan concepten waarbij data van het ene onderdeel van het proces automatisch verwerkt worden tot gegevens die je voor een andere bewerking kunt gebruiken. Bijvoorbeeld data van het 3D scannen die je verwerkt tot het NC-programma voor de freesmachine. Ook wil men CAD, CAM en productieaansturing veel meer integreren in één allesomvattend systeem dat eenvoudig te bedienen valt.

Andreas Saar, vice president PLM bij Siemens USA.

Andreas Saar, vice president PLM bij Siemens USA.

Adaptieve verspaning

Andreas Saar werkt in de VS bij Siemens, waar hij vice president manufacturing engineering solutions is bij Siemens PLM. Siemens Teamcenter is volgens hem het platform waarop je alle aspecten van de productie kunt managen. De stap die in de volgende drie jaren gezet zal worden, verwacht Saar, is adaptief verspanen. “We hebben nog geen doorlopende informatiestroom die alle afzonderlijke processen verbindt. Door dit wel te doen, kun je fouten voorkomen.” Adaptief verspanen betekent dat het freesprogramma zich automatisch aanpast aan het fysieke werkstuk in de opspanning, bijvoorbeeld een turbine-onderdeel dat met lasercladding is gerepareerd. Deze geometrie kan afwijken van het CAD-model, wat de besturing echter herkent en de parameters aanpast. De echte doorlooptijdverkorting zal echter vooral komen uit het feit dat je direct met de juiste parameterinstellingen kunt gaan frezen. Andreas Saar noemt dit ‘input controlled adaptive machining’. “Met sensoren meten we factoren zoals temperatuur, trilling, krachten en koppelen deze gegevens direct terug naar de besturing, zodat het programma waar je mee freest automatiscj aanpast.” Ook energieverbruik is een van de zaken die men meet. Siemens wil het energieverbruik als factor gebruiken om het proces bij te sturen, zodat je voortdurend energieoptimaal aan het verspanen bent. Siemens Sinumerik kan al deze zaken nu al registreren, maar tot nog toe doet de software er niks mee.

Additive manufacturing

Nog een stap verder in de toekomst zal de integratie van additive manufacturing in het productieproces worden, voorspelt Andreas Saar. Als dat lukt, kunnen engineers de turbocomponenten optimaal designen omdat ze niet meer gebonden zijn aan bepaalde vormen die met bestaande materiaal afnemende technieken maakbaar zijn. Ook kun je assamblagekosten verminderen doordat je componenten uit minder onderdelen maakt. Om nog complexere delen te maken werkt Siemens in de VS sinds enkele maanden samen met bedrijven en universiteiten die de laagopbouw technologie combineren met multi-assige machines. Andreas Saar: “Aan de University of Missouri hebben ze een complex algortime ontwikkeld voor het in slices opdelen van het CAD model. Door de opbouw techniek in een 5-assige machine te integreren en de slimme opdeling van het ontwerp, hoeven ze geen supportmateriaal meer aan te brengen en werken ze het werkstuk in dezelfde opspanning af.”

 

Meer informatie

ICTM Conferentie Aken