Belangrijke taakprestaties
Het lanceren van hardware in de ruimte kost meer dan 30.000 dollar per kilogram en er is nauwelijks een kans om het probleem op te lossen nadat de hardware de aarde heeft verlaten. Om aan de prestatiestandards te voldoen vertrouwen wetenschappers en ingenieurs van het Leicester University Space Research Centre (ook wel 'Space Research Centre' of 'Centre' genoemd) op NX. ™ Software en Teamcenter ® De software wordt ontworpen, gesimuleerd en geproduceerd volgens nauwkeurige normen.

Het centrum is al 50 jaar bezig met ruimteonderzoek en werkt nauw samen met partners zoals NASA en het Europese Ruimteagentschap. Het centrum ontwikkelt sensoren, telescopen, spectrometers en andere wetenschappelijke instrumenten, evenals bijbehorende mechanische structuren, elektronische apparatuur en energieopwekkingssystemen. Het portfolio omvat missies naar de aarde en andere planeten binnen en buiten het zonnestelsel, evenals missies naar andere sterren en sterrenstelsels in het heelal. Het centrum beschikt over een groot aantal faciliteiten, waaronder testlaboratoria en onmiddellijke productie, en het doet ook interdisciplinair onderzoek op het gebied van life sciences, simulatietechnologie, kunstgeschiedenis en geneeskunde. Medewerkers en studenten gebruiken NX en Teamcenter van Siemens PLM Software om de levenscyclus van projecten te ondersteunen, zoals de eerste Mars-rover-missie in Europa die gepland is in 2018.

"Het vervoeren van apparatuur naar de ruimte omvat een enorm ontwikkelingsprogramma", zegt dr. John Pye, die het Centrum voor Ruimteonderzoek beheert. "Hardware moet niet alleen beproefbare prestaties hebben, maar ook strikte traceerbaarheid en kwaliteitscontrole hebben. Dit alles moet binnen strikte kosten- en tijdsbeperkingen worden geïmplementeerd."

Vijftien jaar geleden begon het machineontwerp- en analyseteam met het gebruik van NX I-deas, een vroegere versie van de huidige NX. Volgens Piyal Samara-Ratna, administrateur en mechanisch ingenieur voor Computer Aided Design (CAD) bij het Space Research Center, ontwikkelde het team eenvoudige configuraties met behulp van 3D-modelleringstools die vervolgens werden gebruikt voor thermodynamische en structurele tests. "De meeste gedetailleerde ontwerpen worden uitgevoerd in een 2D-omgeving en worden vervaardigd met behulp van software van derden of handgereedschappen", voegt hij eraan toe. "Deze benadering leidt tot herhaalde verwerking van dezelfde informatie, wat het risico op fouten verhoogt en slechte prestaties."

Transitie van ontwerp naar productie
Nadat de overgang van I-deas naar NX is voltooid en Teamcenter is geïntroduceerd, verandert het centrum onmiddellijk zijn workflow. “Met de NX-modelleringshulpmiddelen hoeven we ons niet langer te concentreren op het tekenen van complexe 2D-tekeningen. We maken veel gebruik van parametrische modelleringstechnieken en WAVE-links om geometrieën te creëren. Wanneer we van afmeting veranderen, reageert de hele assemblage, waardoor we ons snel kunnen aanpassen aan de groeiende behoeften. ”

In het centrum worden drie vieraasse freesmachines en een CNC-draaibank met behulp van NX CAM uitgevoerd. Deze apparaten accepteren modellen die rechtstreeks van de ingenieurs zijn afkomstig en via Teamcenter worden beheerd. Er is ook een 3D-printer voor prototypes en demonstraties. "We gebruikten vroeger prototypes als referentiemodellen, maar we gebruiken ze nu meer voor ontwerpactiviteiten, vooral in geïntegreerde activiteiten waar we de toegang tot hulpmiddelen moeten begrijpen en de schermvoorziening niet ideaal genoeg is."

Beheer de volledige ontwerp-tot-productiecyclus via Teamcenter en Teamcenter wordt gebruikt om informatie te verzamelen zoals het gereedschapspoor dat wordt gegenereerd door het productieproces. Medewerkers kunnen de datum en het aantal aanvragen aangeven. Het productieteam voegt extra gegevens toe, waaronder traceerbaarheidsinformatie. Het ondertekeningsteam voegt een post-fabricage-testrapport toe om het verificatieproces in detail te beschrijven. De functie Status wordt gebruikt om gegevens te beschermen en de processen te samenvatten die worden toegepast, bijvoorbeeld om een ​​taak intern uit te voeren of uit te besteden. De volledige workflow kan volgens wens worden gecontroleerd.

Van concept tot startplaats
"NX is erg krachtig", zegt Ivor McDonnell, hoogwaardig mechanisch ingenieur bij het Mercury Imaging X-ray Telescope (MIXS) instrument bij het Space Research Center. MIXS zal in 2015 worden gelanceerd tijdens de Bepi Colombo Mercury-missie van het Europese Ruimteagentschap. McDonnell zegt: "NX biedt ons de tools om naadloos te bewegen tussen de verschillende fasen van het ontwerp en de productie en om de hele cyclus te integreren. We zijn actief betrokken bij alle aspecten van het MIXS-project en gebruiken NX en NX Nastran. ® Ondersteuning voor alle belangrijke testactiviteiten, met inbegrip van trillingstests voor het simuleren van emissiebelastingen. We hebben ontdekt dat NX-tools bijzonder effectief zijn om uitstekende relevantie te bieden voor echte ontwerpomgevingen."

Een ander project dat profiteert van het gebruik van NX en Teamcenter is de James Webb Space Telescope (JWST), die de Hubble-telescoop in 2018 zal vervangen. De hoofdlens op de ruimtetelescoop is zes keer zo groot als de hoofdlens van de Hubble-telescoop en is uitgerust met een zonnebrand van de grootte van een tennisbaan.
Gebruikt om lenzen te beschermen. In dit ambitieuze project leidde de Universiteit van Leicester een internationaal gezamenlijk team van mechanische ingenieurs dat een van de vier wetenschappelijke instrumenten achter de lens ontwikkelde: het Medium Infrared Instrument (MIRI). "We vonden NX nuttig bij het bekijken van alle mechanische aspecten van het instrument en de toegewezen envelope, inclusief toegang tot gereedschap, en ook bij het ontwerpen van grondondersteunende apparatuur voor het vervoer van het instrument naar NASA", aldus Jon Sykes, hoofdmechanisch ingenieur bij MIRI. "Het is een innovatieve oplossing die aanzienlijk lager kost dan een typisch systeem en we hebben het succesvol getest door het prototypemodel naar NASA te sturen."

Verbeterde synergie verkort de cyclus
"Het gebruik van NX en Teamcenter stelt ons in staat om nog meer te bereiken", zegt Samara-Ratna. "Samen creëren ze een uniforme omgeving waarin experts op verschillende gebieden nauw kunnen samenwerken, communiceren en ontwerpproblemen kunnen bespreken. Teamcenter is een enkele bron van informatie en controle. Beheer bijvoorbeeld de instrumenten die we hebben ontworpen voor de Mars-rover volledig in Teamcenter. We krijgen flexibiliteit en bescherming. De fout verspreidt zich niet over het systeem en er bestaat dus geen risico dat iemands aangebrachte wijzigingen een negatief effect hebben. Onze elektronische ingenieurs konden volledige 3D-platen in onze modellen importeren, terwijl de integratie van elektronisch en mechanisch ontwerp onze efficiëntie verhoogde en de hersteltijd verkorte. De tijd van het concept tot het eindproduct wordt dus aanzienlijk verkort.

Samara-Ratna gaat verder met het beschrijven van de voordelen van synergie: "We werken met verschillende organisaties van verschillende omvang, die allemaal hun eigen software gebruiken. NX kan verschillende gegevensformaten verwerken, terwijl synchroniserende modelleringstechnologie ons in staat stelt het model bijna zo te bedienen als ons eigen ontwerp. ”

Van ontwikkeling tot realisatie
Samara-Ratna is verheugd om de bijdrage van TEAM Engineering, de leverancier van het centrum, te erkennen. "De experts van TEAM Engineering bieden niet alleen training en software, maar helpen ons ook als onze partner om het beste uit de tools te halen, vooral als het gaat om de overdracht van technologie.
Daarom hebben we samengewerkt met het British Heritage Conservation Agency om historische artefacten te scannen in een 14e-eeuwse graf. We werken ook samen met de industrie om het gebruik van additieve fabricage in high-performance engineering-toepassingen te helpen. ”

Samara-Ratna concludeert: "De oplossingen voor productontwikkeling van NX zijn absoluut belangrijk voor het werk dat we doen en zijn nu een onmisbaar onderdeel van onze activiteiten. We bieden meer studenten NX-hulpmiddelen om de voordelen uit te breiden van de engineering-omgeving tot het projectmanagement."