¿Cómo pueden las empresas aeroespaciales llevar la fabricación aditiva al siguiente nivel con MES?

La industria aeroespacial y de defensa (A&D) es una de las primeras en adoptar la impresión 3D. La mayoría de los OEM y proveedores aeroespaciales clave utilizan la impresión 3D para la creación de prototipos funcionales, la fabricación de herramientas y el aligeramiento de las piezas de uso final.

Mientras buscan expandir la AM en el sector aeroespacial, los usuarios de AM con visión de futuro están investigando formas de habilitar un flujo de trabajo de AM repetible. Sin embargo, lograr la repetibilidad y garantizar la calidad de las piezas AM es aún más fácil de decir que de hacer.

Entonces, ¿qué desafíos enfrentan las empresas aeroespaciales y de defensa una vez que han adoptado AM? Y lo que es más importante, ¿qué soluciones pueden ayudarlos a superar estos desafíos y aprovechar los beneficios de la fabricación digital?

Fabricación aditiva en la industria aeroespacial y de defensa

La pandemia de Covid-19 provocó una interrupción sin precedentes del tráfico aéreo mundial de pasajeros en 2020, lo que provocó muchas consecuencias perjudiciales para los fabricantes de aviones.

Para preparar mejor el negocio para la recuperación, los fabricantes y proveedores aeroespaciales han recurrido a las tecnologías digitales, con AM entre ellos, para acortar los plazos de entrega, mejorar la eficiencia del combustible y aumentar la sostenibilidad general de los viajes aéreos.

Si bien la AM no es nada nuevo para las empresas aeroespaciales, solo recientemente la tecnología se ha vuelto lo suficientemente avanzada como para ser utilizada en aplicaciones aeroespaciales funcionales.

Sin embargo, la tecnología de AM y los procesos que la rodean aún están lejos de estar completamente maduros. Si bien la industria está desarrollando constantemente nuevos estándares, materiales y sistemas, lograr AM repetible es un esfuerzo difícil para la mayoría de las empresas.

Obtenga más información sobre las aplicaciones de impresión 3D en A&D:

• Impresión 3D para cabinas de aviones

• Cohetes impresos en 3D y el futuro de la fabricación de naves espaciales

Cinco desafíos para la AM escalable en el sector aeroespacial y cómo puede ayudar un MES aditivo

1. Cumplir con los estándares de la industria y obtener la certificación de piezas AM para vuelo

Los jugadores de A&D operan en un entorno altamente regulado. Las empresas deben cumplir con las regulaciones sobre seguridad de la información, precios de contratos y costos de proyectos. También están sujetos a requisitos de auditoría e integridad del producto.

El diseño, la producción y el mantenimiento de todas las aeronaves requieren aprobaciones de la FAA en los EE. UU. Y de la EASA en Europa. Si bien estas regulaciones son críticas para la seguridad de los pasajeros y los operadores, también hacen imperativo que los fabricantes de equipos originales y los proveedores mantengan estándares de alta calidad en sus productos y servicios.

Los requisitos exactos se aplican igualmente a las piezas fabricadas de forma aditiva. Si bien los estándares y regulaciones para la impresión 3D en la industria aeroespacial se desarrollan gradualmente, existe un desafío continuo para las empresas aeroespaciales a la hora de configurar el flujo de trabajo que facilite el cumplimiento y el control de auditoría.

Cómo apoya MES el cumplimiento normativo

El software MES para la fabricación aditiva permite a los OEM y proveedores aeroespaciales aumentar el cumplimiento de los requisitos reglamentarios, como AS9100, mediante la recopilación, el seguimiento y el control de datos en vivo sobre piezas y procesos.

Esta información permite a los gerentes tomar decisiones más informadas que ayudan a mejorar la gestión de las áreas que impactan la calidad del producto.

Otro beneficio de MES es el control de diseño. MES ayuda a los fabricantes a garantizar que se siga el proceso tal como lo diseñó la ingeniería. Esta aplicación apoya la estandarización de las operaciones, mejorando aún más la trazabilidad y la repetibilidad.

2. Reducción del tiempo de espera de las piezas AM y la longitud de la cadena de suministro

Los libros de pedidos récord para OEM comerciales respaldan la producción futura durante 8-10 años.

A medida que los fabricantes de equipos originales aumentan la producción para entregar sus grandes pedidos atrasados, los proveedores de diferentes niveles en la cadena de suministro se verían presionados para la entrega oportuna mientras se mantiene la calidad y los costos bajo control.

Muchos proveedores han invertido en capacidades de AM para respaldar una producción más rápida de componentes críticos del avión, incluidas las piezas de la cabina y los componentes del motor (por ejemplo, cámaras de combustión, inyectores, bombas y válvulas propulsoras principales).

Pero para mantenerse al día con la creciente demanda, las empresas aeroespaciales que ejecutan operaciones de AM deben garantizar el nivel adecuado de excelencia operativa.

Alcanzar ese nivel de excelencia requeriría que los fabricantes de equipos originales y los proveedores integraran su red de cadena de suministro. El desafío crítico aquí es que muchas empresas desconocen las soluciones disponibles para AM que pueden conectar diferentes partes de la cadena de suministro.

Cómo MES facilita las cadenas de suministro digitales

Crear una cadena de suministro integrada para AM significa establecer una plataforma digital centralizada para administrar, enrutar y rastrear trabajos entre diferentes proveedores.

Las soluciones MES de vanguardia para AM permiten a las empresas conectarse directamente con sus proveedores y subcontratistas preferidos. Al configurar la plataforma para ser utilizada en ambos lados, las empresas pueden crear una red que simplifica la comunicación con los proveedores y permite el enrutamiento de los trabajos de producción y posprocesamiento.

Las soluciones avanzadas de MES pueden ir aún más lejos para permitir el enrutamiento automatizado de trabajos en función de parámetros predefinidos, como el tiempo de entrega y el costo.

3. Reducir los costos de AM y el desperdicio de materiales de alto valor

Se necesitan materiales de alta calidad para vuelo para imprimir en 3D piezas funcionales de aviones. Dichos materiales, ya sean compuestos reforzados con carbono o metales como el titanio, son muy caros.

Para utilizar la fabricación aditiva en la industria aeroespacial de forma rentable, las empresas deben garantizar un uso eficiente de los materiales. Sin embargo, esto no es tan fácil.

Imagina un escenario en el que comienzas una construcción con polvo de titanio. Su impresora 3D ha estado funcionando durante varias horas, derritiendo y solidificando capas de polvo metálico de alto costo. Y una vez que el trabajo está terminado, descubre que la pieza falló y la falla ocurrió en algún lugar en el medio del trabajo.

En el caso del polvo de titanio, significa desperdicios de material y tiempo de máquina por valor de miles de dólares.

Desafortunadamente, tales situaciones no son infrecuentes en AM. Si bien ocurren construcciones fallidas, las empresas aeroespaciales deben considerar formas de minimizar el desperdicio.

Cómo ayuda MES a ahorrar costes

Un sistema de ejecución de fabricación aditiva puede ayudar a las empresas aeroespaciales a ahorrar costes y reducir el desperdicio de material en situaciones como las descritas anteriormente.

¿Cómo?

Las soluciones MES avanzadas se pueden integrar con los sistemas AM para el monitoreo de la máquina en tiempo real. Entonces, por ejemplo, cuando ocurre un error durante el proceso de impresión, un operador puede recibir una notificación a través de MES y detener la máquina antes de que se desperdicie demasiado material costoso.

Lea también:¿Cómo se puede aprovechar la supervisión de impresoras 3D para escalar la fabricación aditiva?

4. Garantizar la protección IP de los datos de AM

Reducir los riesgos de infracción de la propiedad intelectual, especialmente para datos sensibles como archivos de diseño y parámetros de producción, es de suma importancia para las empresas de A&D.

Por eso es fundamental utilizar sistemas que admitan la protección de la propiedad intelectual y garanticen que los datos permanezcan intactos al administrar las operaciones de AM.

Cómo el MES aditivo mejora la seguridad

Para garantizar la seguridad de los datos, los sistemas MES aditivos avanzados, ya sean locales o basados ​​en la nube, están diseñados para cumplir con los estándares de la industria aeroespacial específicos para la seguridad y la gestión de datos.

Además de esto, el MES aditivo de grado aeroespacial tiene la capacidad interna para la seguridad de los sistemas y el intercambio seguro de datos. Por ejemplo, esto incluye restringir el acceso al sistema para cualquier persona no autorizada para obtener acceso a la aplicación.

Además, las soluciones MES aditivas modernas también son compatibles con el inicio de sesión único (SSO), una herramienta de autenticación de usuario empresarial que permite a los usuarios iniciar sesión y acceder a múltiples aplicaciones y sitios web con un solo conjunto de credenciales.

SSO reduce los riesgos de seguridad de múltiples formas. Por ejemplo, los usuarios ya no tienen que realizar un seguimiento de docenas de contraseñas, mientras que las organizaciones aeroespaciales pueden fortalecer la seguridad de la identidad con técnicas como la autenticación de dos factores.

5. Establecimiento de visibilidad y trazabilidad para operaciones de AM

La complejidad y la naturaleza digital de AM requieren visibilidad en tiempo real y control flexible. Y, sin embargo, quizás de forma algo paradójica, las empresas que adoptan tecnologías avanzadas, como AM, continúan confiando en sistemas heredados, como impresiones y hojas de cálculo, para recopilar datos y organizar la producción aditiva.

El papel es un agujero negro para la visibilidad y los datos recopilados manualmente en papel pueden cometer errores.

Además del papel, muchas empresas confían por error en su ERP para cerrar la brecha de visibilidad. Sin embargo, los sistemas ERP luchan por rastrear y administrar el trabajo de manera adecuada.

Como sistema transaccional, el ERP trabaja aguas arriba en la cadena de valor de producción. Gestiona pedidos y transacciones financieras, pero no puede capturar los matices o los enlaces de causa y efecto necesarios en un flujo de trabajo.

La sólida visibilidad de la producción de AM facilita la identificación de errores y descubre oportunidades para mejorar. Así es como puede ayudar un MES aditivo.

Cómo el MES aditivo mejora la visibilidad de la producción

El MES juega un papel fundamental en el centro de la operación de fabricación aditiva, conectando al personal de la planta, los sistemas de AM, las estaciones de posprocesamiento, la logística, las ventas y la planificación. Su capacidad para alinear estas diferentes funciones y brindar visibilidad a las partes interesadas clave impulsa el desempeño y el cumplimiento en toda la organización.

Esencialmente, proporciona una ventana a todas las actividades críticas para una producción de AM exitosa.

Por ejemplo, el MES aditivo permite la visibilidad de la producción de AM al proporcionar información en tiempo real sobre el programa de producción y la utilización de la máquina.

Imagine una situación en la que el gerente puede ver el rendimiento de las máquinas de AM en un panel de control en tiempo real. Equipado con la capacidad de ver lo que está sucediendo en tiempo real, el gerente puede trabajar con los operadores para identificar el equipo con bajo rendimiento, tomar acciones proactivas y mantener el desempeño general.

En última instancia, toda la instalación de AM funciona de manera más eficiente cuando el equipo, en todos los niveles, tiene información de producción en tiempo real al alcance de la mano.

Fabricación aditiva en la industria aeroespacial:lograr repetibilidad y calidad con MES

La fabricación aditiva se ha convertido en una tecnología integral en la caja de herramientas de los fabricantes de aviones. La pregunta, por lo tanto, no es por qué adoptar AM, sino cómo asegurar su eficiencia y escalabilidad en la producción.

Una solución que resulta esencial es el MES aditivo. Diseñado para los requisitos únicos de AM, el MES aditivo ayuda a establecer un flujo de trabajo compatible y orientado a la calidad. Además, conecta digitalmente el taller con el resto de la organización, recopilando y difundiendo datos precisos en tiempo real necesarios para mejorar el rendimiento.

En última instancia, la infraestructura digital es clave para permitir una AM eficiente. Las empresas aeroespaciales pueden sentar las bases para dicha infraestructura con MES aditivo y asegurar su competitividad en la fabricación digital del futuro.

Descubra cómo AMFG puede ayudarlo

Con conectividad del sistema, seguridad incorporada y una amplia gama de integraciones de software, nuestro software de automatización de flujo de trabajo y MES aditivo ofrece una solución completa para ayudar a las empresas de A&D a lograr procesos de AM conectados y escalables en sus organizaciones y cadenas de suministro.