Der er ikke noget nyt i at skabe kunstværker i metal. Mange af os tænker straks på Frihedsgudinden eller Eiffeltårnet, mens dem med kendskab til moderne kunst måske tænker på Picasso-statuen i Chicago eller billedhuggeren Anthony Gormleys Nordens Engel. Men hvordan kan man lige kombinere flere berømte kunstværker, bruge rustfrit stål og kunstig intelligens (AI) til at skabe en ny slags moderne mesterværk? Da Sandvik Coromants ingeniører Henrik Loikkanen og Jakob Pettersson fik til opgave at skabe en AI-genereret syntese af nogle af historiens mest berømte kunstværker i rustfrit stål, blev deres ekspertise inden for spåntagende bearbejdning sat på den ultimative prøve.

I samarbejde med Sandvik Group har Sandvik Coromant skabt en statue, der vil gå ind i historien. Skulpturen, der er lavet ved hjælp af AI-modellering og avancerede produktionsløsninger, kombinerer de dynamiske positurer i Michelangelos værker, Auguste Rodins muskuløse værker, Käthe Kollwitz' dystre toner, Takamura Kotaros japanske indflydelse og Augusta Savages inspirerende trodsighed til en syntese, der forener nogle af de seneste 500 års mest berømte kunstnere.

Den 500 kg tunge og 150 cm høje Umulige Statue blev officielt indviet i april 2023 på Tekniska Museet, Sveriges nationale museum for videnskab og teknologi. Ingen har nogensinde fremstillet en statue på den måde før. Så hvordan skabte Loikkanen, Pettersson og deres team denne blanding af kunst og videnskab, fortid og fremtid?

Når AI kombineres med kunst

Kunstig intelligens (AI) har efterhånden eksisteret i et stykke tid, og intelligente maskiner har udført aktiviteter, der hidtil har krævet menneskelig intelligens, som f.eks. visuel opfattelse, talegenkendelse, beslutningstagning, sprogoversættelse og problemløsning. Konceptet bag AI går årtier tilbage, og det allerførste program blev skrevet i 1951 af Christopher Strachey, der senere blev leder af fakultetet for programmeringsforskning på universitetet i Oxford. Men udviklingen af nye, konverserende AI-programmer som Googles Bard og ChatGPT åbner op for endnu flere anvendelser af teknologien. 

I dag synes den kunstig intelligens' præstationer at være nærmest ubegrænsede – AI kan endda også skabe kunst. Efter at have udarbejdet et 2D-design, der forenede de fem kunstneres stilarter, begyndte Sandvik at oversætte modellen til et komplet 3D-billede. Sandvik kunne til sidst omsætte designet til virkelighed ved hjælp af dybdevurderinger til at bygge 3D-modellen, menneskelige positurer til at forfine kroppen, algoritmer fra videospil til at generere realistisk stof og specialiseret AI til at genskabe de fine detaljer, der var gået tabt i de foregående trin. Ved hjælp af Mastercam-softwaren blev der designet en statue med over seks millioner overflader og komplekse detaljer. 

Der var nogle unikke udfordringer forbundet med statuens design. "Vi havde brug for en utrolig præcis digital simulation for at bearbejde statuen, afslørede Henrik Loikkanen, Technology Area Manager hos Sandvik Coromant. "Digital produktion betyder, at vi kan afprøve hele den komplekse bearbejdningsproces på forhånd. Den eneste tid, vi brugte ved maskinerne, er derfor den faktiske produktionstid. Det betød også, at vi på intet tidspunkt i løbet af hele projektet producerede en komponent, der måtte kasseres."

Bearbejdning af det umulige

Efter at have færdiggjort statuens design ved hjælp af AI og have lavet en virtuel simulation af de optimale metoder til fremstilling af statuen ved hjælp af en digital tvilling, var det blevet tid til at gå i gang med den faktiske bearbejdning. "Vi arbejdede med fremstillingen af statuen, lige som vi ville arbejde ved bearbejdning af højt specialiserede, komplekse komponenter, som f.eks. i aerospace-industrien", fortsatte Loikkanen. "Det materiale, der var valgt til statuen, var en yderligere udfordring – rustfrit stål fra Alleima – da ISO M-materialer er kendt for at være vanskelige at bearbejde. Denne materialegruppe er kendetegnet ved at have en høj grad af deformationshærdning og ringe spånbrydningsegenskaber ved bearbejdning. Det er derfor meget vigtigt at vælge de helt rigtige værktøjer til bearbejdning af dette materiale."

Sandvik Coromant valgte flere værktøjer for at forme hver eneste af statuens fine detaljer. Coromant Capto® værktøjskoblingen blev brugt til at forbinde armen og hovedet med statuens torso, solide runde værktøjer fra CoroMill® Plura- og Dura-serien blev brugt til at sletbearbejde alle statuens overflader og detaljer, og CoroMill® MH20-fræseren med høj tilspænding, der blev lanceret i 2021, blev brugt til skrubbearbejdningen og fjernede dermed størstedelen af det rustfrie stål fra emnet.

"Vi har over 10.000 standardprodukter til boring, fræsning, oprivning og gevinddrejning i vores sortiment", forklarede Jakob Pettersson, CAM & Machining Specialist hos Sandvik Coromant. "Men vi kunne ikke bare bruge et hvilket som helst værktøj til at skabe den Umulige Statue. For at fuldføre den bearbejdningspræstation var vi nødt til at være lige så fokuserede som en laser, da vi valgte værktøj.

"Vi var nødt til at tænke ekstra meget over både bearbejdningsmetode og værktøjsvalg for at bruge så få værktøjer som muligt og dermed begrænse spildet. Skrubbearbejdningen af statuen blev udført med en blanding af pindfræsere i solidt hårdmetal fra CoroMill® Plura- og Dura-serierne. Vi var nødt til at foretage skrubprofilfræsningen af den endelige form med noget ret langt værktøj. Her var en kombination af MH20-fræsere med høj tilspænding monteret på kraftige metalskafter den perfekte løsning. Brugen af pindfræsere fra vores sortiment af solide runde værktøjer satte fart på processen, og på den måde kunne vi reducere energiforbruget." 

CoroMill® MH20's evne til at bearbejde med lange udhæng gør typisk dette værktøj velegnet til brug i aerospace-sektoren. Det er designet til vanskeligt bearbejdelige komponenter, og i modsætning til det konventionelle koncept med fire skærkanter er MH20 designet med et toskærs vendeskær. Det er en stor fordel, da den svageste del af skæret er langt væk fra den primære skærezone; og det giver større pålidelighed og beskyttelse mod slid. Det betyder også, at bearbejdning op mod et hjørne eller en væg ikke påvirker den næste kant eller styrehjørnet, og på den måde har hver skærkant en ensartet ydelse. 

CoroMill® Plura HD er Sandvik Coromants førstevalg til krævende applikationer i stål og rustfrit stål, som en sikker, effektiv og solid løsning . Dette værktøj fås nu med en ekstra bonus i form af Zertivo™ 2.0-belægningen, udviklet af Sandvik Coromants forsknings- og udviklingsteam, der giver bedre processikkerhed og øget produktivitet. CoroMill® Dura er designet til at være en universal værktøjsløsning. Pindfræserne kan bruges i alle de processer, der skal til for at producere en komponent – herunder skrub-, slet- og semi-sletfræsning samt ramping.

Et mesterværk inden for produktion

Bearbejdning af det umulige sker naturligvis ikke uden udfordringer, og teamet måtte tilpasse bearbejdningsstrategien flere gange undervejs. "Den oprindelige 3D-model var ikke en model, som CAD/CAM-systemer kan arbejde med", forklarede Loikkanen. "Den skulle konverteres fra en 3D-mesh-model, det er i bund og grund en skal af overfladepolygoner, lige som dem 3D-animationsstudierne bruger, til en solid 3D-model med densitet. Det var en ret krævende proces. Da modellen først var færdig, blev den delt op i 17 dele, og alle grænsefladerne mellem delene skulle modelleres med skarp pasning for at gøre skæringspunkterne usynlige, når først delene var blevet sat sammen. Det tog tid at få det hele gjort perfekt."

"Vi havde også nogle udfordringer med skrubbearbejdningen på grund af komponentens størrelsen i forhold til maskinerne," tilføjede Pettersson. "Det blev løst ved at simulere NC-koden og finde alle de områder, hvor vi ville nå grænsen for maskinen arbejdsomfang, og ved at ændre CAM-sekvensen."

I den sidste ende var det muligt at skabe en statue, der på fuldendt vis kombinerer fem kunstneres værker. Men udviklingen af en hidtil uset statue, var ikke Sandvik Coromants eneste bedrift. "Undervejs implementerede vi flere teknikker, som kan anvendes til fremtidige projekter med digital bearbejdning", fortalte Loikkanen. "På grund af det meget store programmeringsarbejde ville det have været umuligt at bygge statuen uden en digital tvilling. Alle test blev udført digitalt for at spare en masse tid, der ellers ville være brugt på teste efter trial-&-error-metoden. Det er helt sikkert noget, vi kan anvende i fremtidige projekter for at spare tid og for at reducere antallet af komponenter, der må kasseres."

"Programmerings- og simulationsprocessen blev hurtigere og hurtigere for hver enkelt komponent", tilføjede Pettersson. "Bearbejdningen tog cirka den samme tid gennem hele forløbet, især fordi skæredataene og valget af værktøj ikke ændrede sig ret meget. På det grundlag må jeg bare konkludere: De omfattende produktdata og anbefalinger, vi giver, er nøjagtige og let tilgængelige enten på vores hjemmeside, i Tool Library eller endda integreret direkte i selve CAM-systemerne. Det er uden tvivl af stor værdi for vores kunder, og det letter arbejdet, at de på den måde kan lukke det digitale kredsløb omkring CAM-programmering."

Statuen, der nu er udstillet, så både kunst- og teknikinteresserede kan beundre den, tjener som en påmindelse om, hvordan både digitale og fysiske produktionsværktøjer kan være en stor del af det kreative arbejde. "Jeg er utrolig stolt af, at det lykkedes for os," erklærede Loikkanen til sidst. "Forhåbentlig vil besøgende på Tekniska Museet og alle andre, der ser statuen, forstå, at det er et helt enestående kunstværk."

"De teknikker og metoder, vi har brugt, viser virkelig, hvad Sandvik Coromant kan", tilføjede Pettersson. "Vi har virkelig stor viden om spåntagende bearbejdning af metal, selv når vi står over for en hidtil uset udfordring."

Du kan læse mere om Sandviks Umulige Statue og se en video om projektet på hjemmesiden home.sandvik.