Descubra STELIA Aerospace: la planta de aeroestructuras líder de Francia en Méaulte

Con 7.000 empleados en todo el mundo e ingresos de 2.200 millones de euros en 2018, STELIA Aerospace (Toulouse, Francia) define claramente sus productos principales y posición en la industria: Nº1 en Europa / Nº3 en el mundo para aeroestructuras, Nº1 mundial para asientos de piloto y tripulación y Nº3 mundial para asientos de primera clase y business.

El uso de compuestos por parte de STELIA Aerospace se extiende a secciones de fuselaje delantero del Airbus A350, alas para aviones turbohélice ATR, diversas estructuras de helicópteros y algunos productos de asientos, incluido su nuevo asiento OPAL. Las instalaciones de producción de compuestos incluyen las plantas francesas de Méaulte (grandes secciones de fuselaje) y Salaunes (piezas compuestas más pequeñas), piezas detalladas y ensamblaje en Marruecos y Túnez, y una amplia gama de piezas compuestas para aviación, defensa y espacio en la antigua planta de Composites Atlantic en Lunenburg, Nueva Escocia, Canadá.

STELIA Aerospace se formó mediante la fusión en 2015 de dos filiales anteriores de Airbus: Aerolia y Sogerma. Su planta de Méaulte —a 1,5 horas en coche al norte de París— abarca 49 hectáreas con 150.000 m² de espacio de producción, 1.500 empleados y 500 subcontratistas, y es una parte clave de la cadena de suministro de Airbus. Su ubicación en una pequeña ciudad oculta una potencia productiva, "entregando 860 secciones de fuselaje delantero para A320, A330, A350, A380 y A400M en 2018", dice Francois Fournier, responsable de comunicaciones de STELIA Méaulte. Él es mi guía a través de la producción de fuselaje delantero A350 de la "Fábrica del Futuro" y la instalación de I+D STELIALAB, acompañado por Olivier Canal, responsable de fabricación, ensamblaje y automatización, compuestos y fábrica digital en STELIA Aerospace Méaulte, y Simon Maire-Vigeur, responsable de fabricación de compuestos de I+D en STELIALAB.

"Fábrica del Futuro"

Durante una presentación introductoria en el edificio central de la planta, Fournier explica que STELIA Aerospace ha invertido en tecnologías futuras, como fabricación digital y automatización, incluyendo realidad aumentada/virtual para aumentar la eficiencia en producción y robots/cobots para un ensamblaje más eficiente.

"El futuro son los compuestos y las estructuras metálicas", señala Canal. "Intentamos definir soluciones futuras no para reemplazar a nuestros trabajadores, sino para hacerlos más eficientes".

Este impulso por la eficiencia se ejemplifica quizás mejor en la iniciativa "Fábrica del Futuro" iniciada hace cinco años para hacer frente a los aumentos de cadencia del A320 y A350. "Adoptamos una nueva estrategia industrial para esta planta", recuerda Canal, quien fue gerente de proyecto de la iniciativa. "Queríamos la capacidad de cumplir con tasas de producción variables y desarrollamos utillaje flexible que pudiéramos reutilizar de un programa a otro".

Otro resultado de esta replanificación fue dedicar edificios a programas específicos. "Cada uno tendría una línea y un equipo", dice Canal, "y se diseñaría con un enfoque de fabricación esbelta que se centra en eliminar desperdicios en mano de obra, movimiento, materiales y procesos". STELIA Aerospace también rediseñó la línea del A320, logrando un aumento del 10-20% en productividad, "lo cual es una mejora significativa", dice Canal. "Lo logramos en 2,5 años, cambiando más del 50% de la huella de fabricación de esta planta mientras manteníamos la producción y el 100% de entregas a tiempo sin pérdida de calidad". Este éxito se atribuye al respaldo de la alta dirección, "pero también trabajamos duro para que los trabajadores tuvieran sentido de propiedad", señala.

Canal explica que el diseño del edificio de producción del A350 de 30.000 m² se dictó por el flujo, ejemplificado en su forma de U, con materias primas entrando por un extremo y secciones de fuselaje terminadas saliendo por el otro. "Todo para nuestra producción de estructuras del A350 está en este edificio, desde el layup inicial hasta el ensamblaje final. Esto es importante, por ejemplo, permitiendo que cualquier problema de calidad se identifique y resuelva rápida y fácilmente", dice.

Para el A350, STELIA Aerospace produce la sección 11 del fuselaje delantero, totalmente metálica para resistir mejor el impacto de aves, así como el complejo ensamblaje híbrido metal/compuesto de la sección 12 y la unidad inferior de las secciones 11/12, que incluye la bahía del tren de aterrizaje delantero. Fournier muestra el video de la "Fábrica del Futuro" de STELIA Aerospace, señalando la línea pulsada, similar a la usada en ensamblaje automotriz. "Montamos una línea de demostración para permitir a los trabajadores entrenar y desmitificar esta línea móvil, que funciona a un takt time específico para alcanzar la cadencia completa", dice Canal.

Otro aspecto fue la tecnología digital. "Las soluciones digitales nos permitieron poner todos los esquemas técnicos y pasos en una tableta y garantizar el acceso al último modelo 3D para cada sección", dice Canal. Los trabajadores se mantienen informados sobre detalles cruciales y cambios mientras los gerentes son notificados fácilmente sobre posibles problemas. "También desarrollamos realidad aumentada para ayudar al ensamblaje, por ejemplo, proyección sobre las cubiertas del fuselaje mostrando qué piezas y dónde deben hacerse los anclajes", señala Canal. Añade que los cobots de inspección se usan para escanear en 3D las secciones terminadas, que luego se comparan con el modelo digital, identificando objetos extraños, piezas faltantes, problemas de calidad, etc.

Nuestra visita comenzó en la sala limpia del edificio de producción del A350, donde máquinas de colocación automática de fibra (AFP) de Coriolis (Quimper, Francia) colocan grandes capas de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) para la unidad inferior de las secciones 11/12, y la corona y dos capas laterales para la sección 12. Estas capas se unen luego con refuerzos prefabricados, se embolsan al vacío y curan en autoclave. Tras el curado, se recortan y cargan en herramientas de manipulación que permiten fácil transporte a través de todos los pasos de ensamblaje, que incluyen taladrado robótico e instalación de fijadores. Cada panel se inspecciona mediante ensayos no destructivos (END) automatizados. Los ensamblajes completados se entregan a la línea de ensamblaje de fuselaje de Airbus en Saint Nazaire, Francia.

STELIALAB

La siguiente parada es el centro de I+D STELIALAB de 2.000 m², que ocupa la mitad izquierda de IndustriLAB, una instalación regional de tecnología y formación ubicada justo al sur del complejo vallado de STELIA. Las actividades de STELIALAB se dedican a compuestos, ensamblaje y tecnologías digitales.

El recorrido aquí comienza de nuevo en la salle blanche (sala limpia), una habitación bastante grande y abierta con suministros de embolsado y herramientas de layup. Simon Maire-Vigueur explica que la misión del grupo es identificar el futuro para producción de bajo costo y alto volumen para piezas principalmente grandes y complejas. La industrialización de compuestos termoestables incluye AFP de alta velocidad y procesos de infusión de resina líquida (LRI), incluyendo moldeo por transferencia de resina (RTM), para grandes estructuras de caja cerrada como componentes de ala, planos de cola horizontales y verticales.

Al salir de la sala limpia, entramos en la sala AFP ocupada por una máquina Coriolis que puede colocar piezas de hasta 4 metros de longitud. Dedicada a I+D, Maire-Vigueur señala que está ocupada más de 200 días al año. STELIALAB ha desarrollado un proceso para integrar refuerzos y capas creados por AFP en seco que se curan fuera de autoclave (OOA) usando horno o herramientas autocalentadas. "Preferimos LRI con menor presión de inyección porque podemos usar herramientas más baratas", dice Maire-Vigueur.

Hoja de ruta TPC

Esta máquina AFP también se usó para colocar la capa del demostrador de fuselaje/cola de helicóptero totalmente de compuesto termoplástico (TPC) como parte del programa de desarrollo ARCHES TP. Exhibido en el Salón Aeronáutico de París 2017 y también en JEC World 2018 y 2019, se fabricó usando 8 tows de cinta de fibra de carbono/polietétercetonacetanona (PEKK) de 0,25 pulgadas de ancho con calentamiento láser. "Integramos la protección contra rayos con el AFP durante el layup", señala Maire-Vigueur. "La capa se curó OOA usando film de embolsado Kapton, que en realidad no es muy conveniente". Los refuerzos en forma de Omega se fabricaron a partir de paneles planos de cinta unidireccional comprados que fueron estampados por Aviacomp (Toulouse, Francia). El mismo proceso se usó para los marcos, pero usando placas de material tejido suministrado por Porcher (Badinières, Francia) y estampados en Cetim (Nantes, Francia). Aunque los marcos se fijaron mecánicamente de forma estándar, los refuerzos se unieron mediante soldadura por inducción dinámica automatizada. "Esto permite menor costo y nuevas posibilidades de diseño", señala Maire-Vigueur. "También demostramos sobremoldeo para puntos de anclaje, como para haces eléctricos".

Al preguntar sobre los desafíos del programa, Maire-Vigueur cita los layups, la soldadura y el plazo de 15 meses. "Incluso lograr el estampado sin demasiada distorsión en el material tejido no fue fácil", añade. Aunque el diseño de la cola fue completado por la oficina de diseño de STELIA Aerospace en Toulouse, toda la producción fue supervisada por STELIALAB. Sin embargo, ARCHES TP fue solo un paso en la hoja de ruta de compuestos termoplásticos de STELIA Aerospace. La compañía continúa desarrollando tecnologías TPC para demostrar la viabilidad de un fuselaje TPC a escala completa en los próximos años.

Reimaginando las aeroestructuras del futuro

Al salir de la sala AFP, el recorrido continúa por un gran salón abierto seccionado en "celdas de desarrollo" seguras mediante paredes temporales para proteger la propiedad intelectual. Cruzando el salón y girando a la izquierda, llegamos a un área con un pequeño autoclave Scholz (Coesfeld, Alemania) capaz de 450°C, y una máquina de inyección para infusión de resina. "Como nuestra hoja de ruta es curar OOA, en realidad usamos el autoclave como un horno, curando compuestos termoplásticos sin presión", explica Maire-Vigueur. Hay una sala de recorte con cortina y un área junto a ella con equipos END, incluyendo un pequeño sistema C-scan.

Giramos de nuevo y entramos en un gran laboratorio de ensayos. "Podemos estudiar secciones transversales pulidas para control de calidad e investigaciones de materiales y procesos", dice Maire-Vigueur. El laboratorio también cuenta con un brazo Romer (Hexagon Manufacturing Intelligence, Shropshire, Reino Unido) para medición de coordenadas, y equipos para relación de volumen de fibra, dureza y ensayos químicos. "Todos los ingenieros de nuestro equipo de I+D son capaces de hacer su propio control de materiales y procesos", señala Maire-Vigueur. "Los entrenamos para poder operar desde el diseño hasta la fabricación, inspección y ensayo de piezas finales. Esto es importante para entender todo el proceso y permite una evaluación rápida de problemas sospechosos y sus causas. El diseño no está separado de la fabricación y las pruebas de calidad".

La parada final es un gran laboratorio de automatización dentro de una de las áreas valladas. Una breve mirada al interior muestra trabajo explorando nuevo ensamblaje usando robots y cobots. "Estamos buscando mayor desarrollo de utillaje más pequeño y funcional e imaginando cómo podrías unir piezas más rápido y con menor costo", dice Canal. "Nuestra cultura es la de traspasar límites y abrir nuevos caminos. Hemos sido líderes en implementar robótica y ahora lo somos en impulsar tecnología de compuestos. Hemos demostrado nuestra capacidad para repensar y reimaginar el futuro y nunca pararemos".

La Próxima Generación de Fabricación Aeroespacial

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