Nyckelprestanda uppdrag
Det kostar mer än 30 000 dollar per kilo när hårdvaran skickas ut i rymden och det finns knappt någon möjlighet att fixa problemet när hårdvaran lämnar jorden. För att uppfylla prestandastandarderna förlitar forskare och ingenjörer vid University of Leicester Space Research Center (även känd som "Space Research Center" eller "Center") på NX ™ Programvara och Teamcenter ® Programvaran är utformad, simulerad och tillverkad enligt exakta standarder.

Centret har arbetat med rymdforskning i 50 år och samarbetar nära med partners som NASA och Europeiska rymdbyrån. Centret utvecklar sensorer, teleskop, spektrometer och andra vetenskapliga instrument samt relaterade mekaniska strukturer, elektronisk utrustning och kraftproduktionssystem. Dess portfölj omfattar uppdrag att studera andra planeter inom och utanför Jorden och solsystemet, samt uppdrag att studera andra stjärnor och galaxer i universum. Centret har ett stort antal anläggningar, inklusive testlaboratorier och omedelbar tillverkning, och det bedriver också tvärvetenskaplig forskning inom livsvetenskap, simuleringsteknik, konsthistoria och medicin. Anställda och studenter använder NX och Teamcenter från Siemens PLM Software för att stödja projektens livscykel, till exempel Europas första Mars Rover-uppdrag som planeras 2018.

"Att leverera utrustning till rymden innebär stora utvecklingsprogram", säger Dr John Pye, som leder Center for Space Research. "Maskinvaran måste inte bara vara beprövad, utan också ha strikt spårbarhet och kvalitetskontroll. Allt detta måste genomföras inom strikta kostnads- och tidsbegränsningar."

För 15 år sedan började teamet för mekanisk design och analys använda NX I-deas, en tidigare version av nuvarande NX. Enligt Piyal Samara-Ratna, administratör för datorassisterad design (CAD) och maskiningenjör vid Space Research Center, använde teamet främst tredimensionella modelleringsverktyg för att utveckla enkla konfigurationer som sedan användes för termodynamiska och strukturella tester. "De flesta detaljerade designerna utförs i en tvådimensionell miljö och tillverkas med hjälp av programvara från tredje part eller manuella verktyg", tillägger han. "Denna metod leder till upprepad behandling av samma information, vilket ökar risken för fel och dålig prestanda."

Övergångsprocessen från design till produktion
När övergången från I-deas till NX är klar och Teamcenter introduceras, ändrar centret omedelbart sitt arbetsflöde. "Med NX-modelleringsverktygen behöver vi inte längre fokusera på att rita komplexa tvådimensionella ritningar. Vi använder parametrisk modellering och WAVE-länkar i stor utsträckning för att skapa geometrier. När vi ändrar storlek reagerar hela sammansättningen, vilket gör att vi snabbt kan anpassa oss till de växande behoven. ”

Tre fyraxliga fräsmaskiner och en datorstyrd CNC-varv med NX CAM drivs i centrum. Dessa enheter accepterar modeller som kommer direkt från ingenjörer och hanteras via Teamcenter. Det finns också en 3D-skrivare för prototyp- och demonstrationsändamål. "Vi använde tidigare prototypverktyg som referensmodeller, men vi använder dem nu mer för designaktiviteter, särskilt i integrerade aktiviteter där vi behöver förstå verktygstillgänglighet och skärmvisning är otillräckligt idealiska."

Med Teamcenter hanterar du hela konstruktionen till produktionscykeln, och Teamcenter används för att samla in information om verktygsbanan som genereras genom tillverkningsprocessen. Medlemmar kan ange datum och antal förfrågningar. Tillverkningsteamet lägger till ytterligare data, inklusive information om spårbarhet. Signaturteamet lägger till en inspektionsrapport efter tillverkning för att beskriva verifieringsprocessen i detalj. Funktionen Status används för att skydda data och sammanfatta processer som används, t.ex. om arbetet utförs internt eller outsources. Hela arbetsflödet kan granskas vid behov.

Från koncept till lanseringsplats
"NX är mycket kraftfull", säger Ivor McDonnell, en högkvalitativ mekaniker på instrumentet Mercury Imaging X-ray Telescope (MIXS) vid Space Research Center. MIXS är planerad att lanseras 2015 i Europeiska rymdbyråns Bepi Colombo-uppdrag. "NX ger oss verktyg för att flytta sömlöst mellan olika stadier av design och tillverkning och integrera hela cykeln", säger McDonnell. Vi är aktivt involverade i alla aspekter av MIXS-projektet och använder NX och NX Nastran ® Stöd för alla större testaktiviteter, inklusive vibrationstester för simulering av lanseringsbelastning. Vi har funnit att NX-verktyg är särskilt effektiva för att ge utmärkt relevans till verkliga designmiljöer."

Ett annat projekt som drar nytta av att använda NX och Teamcenter är James Webb Space Telescope (JWST), som planerar att ersätta Hubble 2018. Huvudlinsen på rymdteleskopet är sex gånger större än Hubble-teleskopet och är utrustad med solskärmar som motsvarar tennisbanens storlek.
För skydd av linser. I detta ambitiösa projekt ledde University of Leicester ett internationellt gemensamt team för maskinteknik som utvecklade ett av de fyra vetenskapliga instrumenten bakom linserna, Mid-Infrared Instrument (MIRI). "Vi fann att NX var mycket användbar när det gäller att se alla mekaniska aspekter av instrumentet och tilldelade förpackningar (inklusive tillgång till verktyg), samt när det gäller att utforma markstödsutrustning för att transportera instrumentet till NASA", kommenterar Jon Sykes, MIRI Chief Mechanical Engineer vid Space Research Center. "Det är en innovativ lösning som kostar mycket lägre än ett typiskt system och vi testade den framgångsrikt genom att skicka en prototypmodell till NASA."

Förbättrad samverkan förkortar cykeln
"Med NX och Teamcenter kan vi göra ännu mer", säger Samara-Ratna. "Tillsammans skapar de en enhetlig miljö där experter inom olika områden kan samarbeta, interagera och diskutera designfrågor. Teamcenter är en enda källa till information och kontroll. Till exempel hantera fullständigt våra instrument för Mars-sonden i Teamcenter. Vi har flexibilitet och skydd. Felet sprids inte i systemet och därför finns det ingen risk att någon ändrar något negativt. Våra elektronikingenjörer kunde importera kompletta 3D-kretskort i våra modeller, medan integrationen av elektronisk och mekanisk design ökade vår effektivitet och förkortade omställningstiden. Tiden från konceptet till den färdiga produkten är därför mycket kortare.

Samara-Ratna fortsätter med att beskriva fördelarna med synergi: "Vi samarbetar med flera organisationer av olika storlekar som alla använder sin egen programvara. NX kan hantera olika dataformat, medan synkroniserad modelleringsteknik gör det möjligt för oss att hantera modellerna nästan som om vi skulle hantera våra egna design. ”

Från forskning till genomförande
Samara-Ratna har med glädje erkänt bidraget från centralleverantören TEAM Engineering. ”TEAM Engineering-experter erbjuder inte bara utbildning och programvara, utan hjälper oss också som våra partners att dra nytta av verktygen, särskilt när det gäller tekniköverföring.
Därför samarbetade vi med British Heritage Protection Agency för att skanna historiska artefakter från 1400-talets gravplatser. Vi samarbetar också med branschen för att hjälpa till med användning av additiv tillverkning i högpresterande tekniska applikationer. ”

Samara-Ratna avslutar: "NX produktutvecklingslösningar är absolut viktiga för det arbete vi gör och är nu en viktig del av vår verksamhet. Vi erbjuder fler studenter NX-verktyg för att utöka fördelarna från ingenjörsmiljöer till projekthantering."