El cubo de Rubik de trabajar eficientemente con diferentes materiales compuestos

Fuente | Web Industries Inc., con permiso de Rubik’s Brand Ltd.

En la carrera por aumentar la producción para satisfacer la demanda de aviones comerciales, no existe una única forma de fabricar el mejor avión. A medida que los OEM aeroespaciales consideren todos sus materiales y opciones de procesamiento, continuarán encontrando aplicaciones innovadoras tanto para compuestos termoendurecibles (TS) como termoplásticos (TPC), sin mencionar otras opciones como tejidos de fibra de carbono seca y compuestos de matriz cerámica (CMC). .

Determinar las combinaciones óptimas de materiales y procesos para construir cada pieza, con el rendimiento y la calidad requeridos, y al menor costo total de adquisición (TCA), puede ser como resolver un cubo de Rubik. Cada socio de la cadena de suministro colabora con el OEM para alinear un lado diferente del cubo, con el objetivo general de entregar a la aerolínea una aeronave segura, de alto rendimiento, eficiente en combustible y cómoda, a tiempo y de manera rentable.

Los paradigmas cambian constantemente a medida que evolucionan los materiales avanzados y las técnicas de fabricación. Para cada componente y pieza de la aeronave, ya sea un ala, un fuselaje, un larguero, una pieza interior o un motor, hay una serie de consideraciones en cascada. ¿Qué materiales son viables para la aplicación? ¿Cuáles son las diferentes formas en que se puede formatear, por ejemplo, como pliegues de almohadilla, cinta de hendidura enrollada, escamas cortadas o pliegues al bies? ¿Qué tecnología de laminado es compatible con el material formateado, como laminado manual, laminado robótico (en forma de colocación automatizada de cinta o fibra), preformas o moldeo por compresión cerrado?

Cada ruta de material y proceso (M&P) trae emocionantes posibilidades a la mesa. Los compuestos de matriz cerámica ofrecen la capacidad de reemplazar metales en aplicaciones de alta temperatura. Los termoplásticos están generando mucho interés por su reciclabilidad, soldabilidad, procesamiento rápido y simplicidad general en el manejo de materiales. Permanecen estables a temperatura ambiente y no son tan susceptibles a los contaminantes ambientales en el lugar de trabajo como los materiales termoendurecibles. Las telas secas también brindan a los fabricantes la libertad de almacenamiento refrigerado y abren opciones de procesamiento adicionales. Y, por supuesto, los termoestables continúan proporcionando una solución probada y verdadera para la formación de piezas consistente y de alta calidad, con costos bien establecidos y escalabilidad comprobada.

Aprovechamiento de las competencias básicas

Se podría argumentar que una excelente ejecución es tan importante como la propia ruta de M&P elegida. Después de todo, no sirve de nada ahorrar tiempo de ciclo utilizando una solución fuera de autoclave (OOA) si una capa termina faltando o se coloca en el orden incorrecto, y se debe reiniciar todo el proceso de fabricación. Cuando cada socio de la cadena de suministro puede enfocarse en su rol especializado y sus competencias centrales, con una comprensión de cómo ese rol logra el objetivo del producto final, todos ganan.

Por ejemplo, un socio de formato eficaz debería poder entregar diferentes materiales hechos a la medida de los requisitos del fabricante de la aeronave o del proveedor por niveles, con mejor calidad, velocidad más rápida y un TCA más bajo que el que se podría lograr internamente. Hoy en día, esto a menudo incluye corte, bobinado, corte con cuchilla, corte con chorro de agua, mecanizado, picado, apilado de capas de preforma o ensamblado de materiales, en formatos listos para procesos posteriores de fabricación automatizados, semiautomatizados o manuales.

Un socio de fabricación subcontratado también puede ayudar a los OEM a experimentar con diferentes opciones de M&P antes de escalar a una solución de producción en masa de gran volumen. Con una infraestructura de formato robusta y subcontratada a su disposición, los fabricantes de aviones tienen acceso al equivalente de fabricación de una membresía de gimnasio en el que "trabajar" teorías, descartar lo que no cumple con las expectativas y aumentar lo que funciona, a una fracción de el costo y los problemas que supondría montar su propio "gimnasio" o centro de pruebas.

Los OEM y los proveedores por niveles tienen la oportunidad de subcontratar la gestión de la información de su material a socios de formato. Dicha administración incluye análisis predictivo para programas de inventario administrados por proveedores, seguimiento automatizado del tiempo de espera de preimpregnación y administración de pruebas de materiales y datos de calificación.

Al invertir en equipos, tecnologías y asociados dedicados a estas capacidades, los formateadores de materiales liberan a sus socios de la cadena de suministro de estas responsabilidades, lo que les permite concentrar los recursos en sus competencias básicas. Y cuando los innovadores del diseño y el ensamblaje de aeronaves puedan concentrarse en hacer precisamente eso, ¡el cielo es el límite en términos de los avances aeroespaciales de próxima generación que se les ocurran a continuación!

Acerca de los autores

Michael Quarrey es vicepresidente de Operaciones Aeroespaciales para Industrias Web. Tiene más de 30 años de experiencia gerencial enfocada en la creación de equipos de alto desempeño y compromiso. Quarrey tiene un M.S. en Dinámica de Sistemas de Dartmouth College y un B.S. en Ciencias de la Computación del Worcester Polytechnic Institute. Puede ser contactado en [email protected].

Ben Winters es gerente general de Web Industries Inc. - CAD Cut Services y tiene más de 25 años de experiencia trabajando con clientes aeroespaciales. Web Industries es un formateador de precisión de compuestos de fibra de carbono y otros materiales utilizados en la fabricación aeroespacial. Winters y el equipo web se relacionan con los fabricantes de equipos originales y los proveedores escalonados en las primeras etapas del desarrollo del producto para diseñar soluciones de formato optimizadas para la combinación de materiales, máquinas y procesos de fabricación del cliente. Puede ser contactado en [email protected].