El director del proyecto, Tormod Jensen (izquierda), y el investigador de SINTEF, Terje Mugaas, analizan el potencial de una nueva herramienta equipada con sensores. Crédito:Håvard Egge.
Una pequeña empresa de mecanizado de Noruega es la primera del mundo en utilizar herramientas digitalizadas para torneado avanzado. La tecnología permite prevenir daños en piezas complejas y caras utilizadas en las industrias aeronáutica y del gas.
Las herramientas digitales están haciendo su entrada en el sector del mecanizado, y todo está sucediendo en Trondheim, Noruega. Con la ayuda en el desarrollo de sensores de los investigadores de SINTEF Digital y la empresa Tecnec Larsen, La empresa de mecanizado Sandvik Coromant ha desarrollado herramientas instaladas con sensores que proporcionan a los operadores un control total del proceso de torneado. Esto ahorrará a las empresas tiempo y dinero, garantizar niveles de calidad elevados y constantes, y evitar que se desechen demasiadas piezas como chatarra.
Los sensores instalados en las herramientas garantizan que las empresas que fabrican componentes para sectores como la aeronáutica y la industria del gas obtengan datos importantes durante el proceso, y que los resultados estén documentados. Esto significa que es posible optimizar la producción y prevenir incidentes no deseados.
"Hasta la fecha, el proyecto ha sido un gran éxito y muy bien recibido, ", dice el investigador de SINTEF, Terje Mugaas." Está claro que se lograrán grandes ahorros al adoptar una tecnología que evite que ocurran daños durante estos procesos, un fenómeno que actualmente no es inusual cuando se producen piezas muy complejas y costosas, " él dice.
Imposible ver el resultado final
La empresa Sandvik Teeness en Ranheim, una subsidiaria de Sandvik Coromant, ha sido responsable del desarrollo de la tecnología. Se ha especializado en tornear, herramientas de fresado y taladrado para su uso con metales, con un enfoque en herramientas largas y delgadas que tienden a comenzar a vibrar durante tales procesos. Esto dificulta el mecanizado de las superficies lisas que son esenciales para cumplir con los estrictos requisitos de producción.
El desafío clave es que la operación ocurre comúnmente en el interior de componentes grandes, lo que hace que sea imposible ver el resultado final antes de que se complete el proceso, cuando no hay vuelta atrás. No se necesita mucho antes de que se tenga que desechar un componente.
"En el pasado, el operador tuvo que confiar en su experiencia, y escuchar el proceso para descubrir defectos. Sin embargo, ahora que las máquinas están cada vez más cerradas, este enfoque se ha vuelto algo difícil, "dice Mugaas.
Los sensores proporcionan información sobre todo el proceso.
Y ahora, una serie de sensores instalados en la herramienta garantizarán que la información sobre todo el proceso se comunique a los usuarios, informándoles de lo que está sucediendo incluso en los agujeros más profundos.
"Hemos instalado sensores hasta ahora, y tan cerca de la vanguardia, como sea posible para que podamos obtener un conjunto de datos óptimo, "dice Tormod Jensen, quien es Project Manager en Sandvik Coromant. "Podemos hacer esto porque nosotros mismos hacemos las herramientas y los sensores, " él dice.
Los sensores están conectados a un transmisor ubicado en la parte trasera de la herramienta, que transfiere todos los datos de forma inalámbrica a una PC o tableta.
Innovación líder mundial
En 2018, la tecnología fue reconocida como el producto más innovador en la exposición IMTS en Chicago, una de las exposiciones de mecanizado más grandes del mundo, presumiendo 2, 563 expositores y 129, 000 visitantes.
"Tenemos buenas razones para estar orgullosos de nuestro producto:ganar el primer premio entre tantos expositores, todos compitiendo para mostrar lo último, "dice Mugaas.
La tecnología se ha desarrollado como parte de un proyecto de investigación BIA (impulsado por el usuario) financiado por el Consejo de Investigación de Noruega. Jensen dice que el éxito de Sandvik Coromant se ha basado completamente en la financiación de la investigación.
Esta herramienta larga y delgada se instala con sensores en la parte delantera, cerca de la vanguardia. Los sensores están conectados a un remitente que transfiere los datos de forma inalámbrica a una PC o tableta. Crédito:Håvard Egge
"Cuando nuestros investigadores comenzaron a trabajar en el proyecto, no había nadie en Sandvik Teeness trabajando con electrónica o programación, "dice Mugaas." Hoy, la antigua fábrica de clavos y remaches en Ranheim, en las afueras de Trondheim, está a la vanguardia de la llamada revolución de la Industria 4.0 en el sector del mecanizado, " él dice.
"En SINTEF Digital, nuestro objetivo es contribuir a la digitalización de la industria noruega, and this is a good example of a project that offers us an opportunity to digitalize a traditionally mechanical process, " says Mugaas. "This is the first machining company in the world to install sensor technology in its tools, " él dice.
The technology enhances the process involved in the machining of deep holes in the following ways:
Data displayed on a PC or tablet
Data from the sensors are displayed on an easy-to-read interface on a PC or tablet.
"The interface displays data sent directly from the tool to the user, " says Jensen. "The algorithms display vibration levels so that the user can be notified when these become too high. We can go in here to reset threshold levels and make adjustments. In this way we become familiar with the process, " él dice.
Es más, there is a column that transmits a warning when it detects unwanted vibrations, and another that indicates how much power is being used. This provides information about the load stresses on the tool.
"There are also warning signals, correction recommendations and auto-mechanisms that stop the machine if this becomes necessary, " says Mugaas.
Advanced components
Sandvik Coromant's tool is being used to make components for applications such as subsea installations, aircraft landing gear and car engines. It goes without saying that such industries operate with strict requirements regarding interior surfaces. Sin embargo, by using sensors, operators are provided with the information they need to achieve the fastest possible guidance of a process in the right direction, and thus prevent unwanted machining defects.
"It is common for the same component to be made multiple times using the same tool. However, making the first example can be very time-consuming because of the small margins involved in working with difficult materials. Variations will also arise in connection with mass production, such as changes in materials that require machining adjustments. It is in these areas that the technology we are developing offers its greatest value, " says Dan Östling, who is an engineer at Sandvik Cormorant.
The technology means that the process is independent of the machine operator, and this makes information about the process even more valuable.
Self-regulating technology
The earliest versions of the technology are already on the market. Work is now ongoing to close the feedback loop. The aim is to be able to send information back to the machine to enable the technology to make necessary adjustments itself.
Many companies in the sector have embarked on digitalization processes, including Aarbakke in Bryne, which has launched a project designed to investigate how Sandvik Coromant's tools can improve their production process.
"This is an example of how the digitalization of tools once again provides opportunities for Coromant's clients, " says Mugaas.
