Освоение композитных материалов: эффективные производственные стратегии для авиа-OEM

В гонке за увеличение производства для удовлетворения спроса на гражданские самолёты не существует единственного способа построить лучший самолёт. По мере того как авиа-OEM рассматривают все свои материальные и технологические варианты, они продолжат находить инновационные применения как для термореактивных (TS), так и для термопластичных композитов (TPC), не говоря уже о других вариантах, таких как сухие ткани из углеродного волокна и керамикоматричные композиты (CMC).

Определение оптимальных комбинаций материалов и процессов для изготовления каждой детали с требуемой производительностью и качеством и при наименьшей общей стоимости владения (TCA) может быть похоже на решение кубика Рубика. Каждый партнёр цепочки поставок сотрудничает с OEM, чтобы выровнять разную грань кубика, с общей целью доставки безопасного, высокопроизводительного, топливногоэффективного, комфортного самолёта авиакомпании, вовремя и с прибылью.

Парадигмы постоянно смещаются по мере эволюции передовых материалов и производственных техник. Для каждого компонента и детали самолёта — будь то крыло, фюзеляж, стрингер, внутренняя деталь или двигатель — существует каскад соображений. Какие материалы применимы? Какие разные способы форматирования — например, как пады, катушечные резаные ленты, рубленая хлопья или косой пласт? Какая технология укладки совместима с отформатированным материалом — например, ручная укладка, роботизированная укладка (в виде автоматизированной укладки ленты или волокна), преформы или прессование в закрытой форме?

Каждый материалово-процессный (М&P) путь приносит захватывающие возможности. Керамикоматричные композиты предлагают способность заменять металлы в высокотемпературных применениях. Термопластики привлекают много внимания своей перерабатываемостью, сваропригодностью, быстрой обработкой и общей простотой обращения с материалом. Они остаются стабильными при комнатной температуре и менее восприимчивы к загрязнителям рабочей среды, чем термореактивные материалы. Сухие ткани также дают производителям свободу от холодильного хранения и открывают дополнительные варианты обработки. И, конечно, термореактивные смолы продолжают предоставлять проверенное временем решение для высококачественного, последовательного формирования деталей — с устоявшимися затратами и доказанной масштабируемостью.

Использование ключевых компетенций

Можно утверждать, что отличное исполнение так же важно, как выбранный сам М&P путь. В конце концов, нет пользы экономить время цикла с внеавтоклавным (OOA) решением, если слой в итоге отсутствует или уложен в неправильном порядке, и весь производственный процесс должен быть перезапущен. Когда каждый партнёр цепочки поставок может сфокусироваться на своей специализированной роли и ключевых компетенциях, с пониманием того, как эта роль достигает цели конечного продукта, все выигрывают.

Например, эффективный партнёр по форматированию должен уметь поставлять различные материалы, адаптированные к требованиям производителя самолёта или тирированного поставщика — с лучшим качеством, большей скоростью и более низким TCA, чем можно достичь инхаусе. Сегодня это часто включает резьбу, намотку на катушки, ножевую резку, водорезку, механическую обработку, рубку, стаковку преформовых пластов или комплектацию материалов в форматах, готовых для последующих автоматизированных, полуавтоматизированных или ручных процессов производства.

Партнёр по аутсорсингу производства также может помочь OEM экспериментировать с разными М&P вариантами перед масштабированием до высокообъёмного массового производства. С надёжной инфраструктурой аутсорсингового форматирования в распоряжении, производители самолётов имеют доступ к производственному эквиваленту членства в фитнес-клубе, где можно «проработать» теории, отсеять то, что не соответствует ожиданиям, и раскачать то, что работает, за долю стоимости и хлопот, необходимых для создания собственного «фитнес-клуба» или испытательного объекта.

OEM и тирированные поставщики имеют возможность аутсорсить управление информацией своих материалов партнёрам по форматированию. Такое управление включает предиктивную аналитику для программ вендор-менеджмента запасов, автоматизированное отслеживание и управление временем выживания препрега и управление данными тестирования и квалификации материалов.

Инвестируя в оборудование, технологии и сотрудников, посвящённых этим возможностям, форматеры материалов освобождают своих партнёров по цепочке поставок от этих ответственностей, позволяя им сфокусировать ресурсы на своих ключевых компетенциях. И когда инноваторы самолётостроения и сборки могут сфокусироваться именно на этом, небо — предел для того, какие передовые авиакосмические достижения они придумают следующими!

Об авторах

Майкл Кварри — вице-президент по авиаоперациям Web Industries. У него более 30 лет управленческого опыта, фокусированного на создании высоко-вовлечённых, высокопроизводительных команд. Кварри имеет степень M.S. в системной динамике от Dartmouth College и B.S. в компьютерных науках от Worcester Polytechnic Institute. Его можно связать по mquarrey@webindustries.com.

Бен Уинтерс — генеральный менеджер Web Industries Inc. — CAD Cut Services, с более чем 25-летним опытом работы с авиакосмическими клиентами. Web Industries — точный форматер углеродно-волокнистых композитов и других материалов, используемых в авиапроизводстве. Уинтерс и команда Web взаимодействуют с OEM и тирированными поставщиками на ранних стадиях разработки продукта для разработки решений по форматированию, оптимизированных для комбинации материалов, машин и производственных процессов клиента. Его можно связать по bwinters@webindustries.com.