Los fabricantes de equipos originales (OEM) y los proveedores de primer nivel del sector aeroespacial recurren cada vez más a socios especializados en tratamientos térmicos y acabados superficiales para obtener un apoyo rápido y adaptable a lo largo de todo el ciclo de vida de la introducción de nuevos productos, afirma Vanessa Pfeiffer, directora de Desarrollo Estratégico de Mercados para los sectores aeroespacial, de defensa y energético.
Los fabricantes aeroespaciales se ven sometidos a una presión cada vez mayor para ampliar nuevas plataformas sin comprometer la calidad, la capacidad, la trazabilidad, el control de costes ni la fiabilidad en las entregas. A medida que los programas pasan de la fase de diseño y homologación a la de industrialización y producción a pleno rendimiento, cada etapa del proceso debe ser capaz de ofrecer un rendimiento repetible a buen ritmo, especialmente cuando los componentes son críticos para la seguridad, están sujetos a especificaciones muy estrictas y están destinados a una larga vida útil.
El tratamiento térmico y el acabado superficial siguen siendo fundamentales para el rendimiento en el sector aeroespacial. Dado que los motores y las estructuras modernas funcionan a temperaturas y tensiones más elevadas, el historial de los procesos térmicos y metalúrgicos está cada vez más estrechamente vinculado a los resultados del diseño. Con las técnicas y los controles adecuados, es posible cumplir de forma sistemática los exigentes requisitos en materia de vida útil frente a la fatiga, resistencia a la fluencia y tenacidad a la fractura, no solo en las pruebas, sino también en una producción repetible.
Las tecnologías aeroespaciales también están en constante evolución. El aumento de las plataformas autónomas incrementará la complejidad de los procesos metalúrgicos. Más adelante, nuevas opciones de vuelo, como la propulsión por hidrógeno y, posiblemente, incluso el vuelo hipersónico, supondrán un cambio más profundo debido a la aparición de nuevos materiales, entornos y mecanismos de fallo.
Esto hace que el procesamiento metalúrgico vaya mucho más allá de las etapas de producción posteriores. Para los fabricantes de equipos originales (OEM) y los proveedores de primer nivel (Tier 1), los proveedores especializados en metalurgia actúan cada vez más como socios estratégicos para la industrialización y la resiliencia de la cadena de suministro. Ayudan a reducir los riesgos en el proceso que va desde la introducción de un nuevo producto (NPI) hasta la producción en serie, a mantener la continuidad del suministro y a ampliar la producción a escala mundial.
Cada vez más, los fabricantes de equipos originales (OEM) y los proveedores de primer nivel van más allá de la mera capacidad técnica de procesamiento y dan prioridad a los socios industriales que cuenten con redes de producción homologadas a nivel mundial, capacidad multiproceso, capacidad escalable y redundancia operativa para respaldar el aumento de la producción y la resiliencia a largo plazo de los programas.
Por qué son importantes el tratamiento térmico y la ingeniería de superficies
Veamos, pues, cuáles son las principales partes interesadas en el programa de introducción de nuevos productos (NPI) para un componente aeroespacial que requiera tratamiento térmico y/o recubrimientos superficiales. Hay tres organizaciones principales implicadas. Estos ecosistemas están liderados por fabricantes de equipos originales (OEM), como Airbus y Boeing, que son responsables de la plataforma aeroespacial en su conjunto, de definir los requisitos y de garantizar que se cumplan las especificaciones. A continuación, está el fabricante de componentes. Normalmente, se trata de socios de la cadena de suministro de nivel 1 o 2 que ayudan a diseñar y fabricar componentes para sistemas principales, como motores, trenes de aterrizaje, estructuras y sistemas de accionamiento y control.
En tercer lugar, están los proveedores de servicios de tratamiento térmico y metalúrgicos. Estas empresas suelen ofrecer una amplia gama de servicios. Las tecnologías de tratamiento térmico pueden incluir el endurecimiento superficial, el templado, los tratamientos de solubilización y envejecimiento, el recocido y la normalización, con el fin de garantizar la resistencia, la dureza, la tenacidad, la ductilidad, el comportamiento frente a la fatiga y la resistencia al desgaste de los componentes, al tiempo que se preserva la estabilidad dimensional. Estos procesos de tratamiento térmico se aplican a menudo a aplicaciones como ejes de engranajes y ejes o varillas de actuadores.
Los recubrimientos superficiales constituyen otro conjunto de procesos que prolongan la vida útil de los componentes y los protegen de factores ambientales como la corrosión y la abrasión. Entre ellos pueden figurar los procesos de pulverización con oxígeno y combustible a alta velocidad y de pulverización por plasma, así como los recubrimientos orgánicos, cerámicos y poliméricos aplicados a piezas como camisas de combustión y transiciones, álabes de compresor y piezas del tren de aterrizaje.
Por otra parte, algunos proveedores de tratamientos térmicos y procesos metalúrgicos, como Bodycote, también ofrecen servicios especializados, como el prensado isostático en caliente, que utiliza altas temperaturas y presiones para transformar el metal en un sólido 100 % denso. Esta técnica es fundamental para la fabricación de piezas de alta integridad destinadas a aplicaciones aeroespaciales exigentes, como álabes y paletas de turbina, soportes y fijaciones, y componentes de interfaz del tren de aterrizaje.
Diseño y definición de procesos
En los programas NPI, en particular, los fabricantes de equipos originales (OEM), los fabricantes de componentes y las empresas especializadas en tratamiento térmico y acabados superficiales establecen estrechas relaciones tripartitas, a menudo desde la fase más temprana posible del ciclo de diseño. Estas interacciones en las primeras fases pueden aportar un valor añadido significativo a todo el ecosistema aeroespacial —desde el diseño hasta la entrega y el mantenimiento, reparación y revisión (MRO)— y son especialmente importantes para las plataformas de larga duración, que pueden durar décadas.
Entonces, ¿cómo son esas relaciones de NPI en la práctica? A menudo, comienzan en la fase de diseño y definición de procesos. En esta fase, los ingenieros, los equipos de métodos y los especialistas en calidad de las tres organizaciones se reúnen para definir los materiales, los procesos y los requisitos de ensayo de un componente específico de NPI. Deben definirse los resultados clave del programa, incluidos los requisitos de rendimiento, los diseños preliminares de los componentes, las especificaciones iniciales y la identificación de los materiales y propiedades críticos.
Viabilidad y cualificación
La siguiente fase en el desarrollo de un nuevo producto (NPI) es la de viabilidad y cualificación. En esta etapa, las aportaciones de proveedores especializados en metalurgia ayudan a optimizar los procesos, a menudo mediante la eliminación de determinados flujos de trabajo de mecanizado o rectificado. En este punto, una vez establecidas las especificaciones y los diseños iniciales, los proveedores de componentes —como las empresas de mecanizado, las forjas y los talleres de fundición— los traducen en flujos de trabajo de fabricación reales.
Una vez más, los proveedores de procesos metalúrgicos desempeñan un papel importante, ya que ayudan a validar la viabilidad, interpretar los requisitos y garantizar que las piezas se fabriquen de forma segura y uniforme. Gracias a sus amplias capacidades de ensayo de materiales y procesos, los proveedores especializados pueden colaborar con los proveedores de componentes para desarrollar ciclos específicos de tratamiento térmico, perfiles de temperatura y objetivos de dureza superficial, al tiempo que llevan a cabo diseños de experimentos para optimizar los procesos.
La creación de prototipos y los ensayos iniciales permiten generar confianza técnica y determinar quién está en condiciones de respaldar el programa durante la industrialización. Los ensayos estructurados y las validaciones de procesos, que a menudo incluyen análisis de microestructura, proporcionan al proveedor de componentes la confianza necesaria para garantizar una capacidad de producción constante y el cumplimiento de los requisitos del sistema de calidad.
Transición a la producción en serie
A medida que la pieza avanza hacia la fase de desarrollo, la fase de lanzamiento de un nuevo producto (NPI) marca la transición de los especialistas en ingeniería y procesos a los equipos de producción, y el enfoque pasa a centrarse en el rendimiento operativo. Los especialistas en procesos metalúrgicos contribuyen a demostrar la repetibilidad de los procesos y el control de calidad, al tiempo que desarrollan tiempos de ciclo predecibles y una planificación que garantice una ejecución fiable, en consonancia con la planificación de ventas, inventario y operaciones (SIOP) del cliente.
Lo que se espera en este caso es que el proveedor especializado demuestre una experiencia contrastada en metodologías de traspaso de la fase de desarrollo de nuevos productos (NPI) a la producción en serie, lo que se traduce en plazos de entrega constantes, resultados precisos en cuanto al rendimiento y un riguroso cumplimiento de los estándares de calidad, eliminando así el riesgo de cuellos de botella para el fabricante de componentes. La comunicación proactiva garantiza la transparencia y la visibilidad del avance del proyecto.
Al mismo tiempo, se establecen estrategias de producción eficaces, flexibles y escalables para respaldar una sólida planificación de la capacidad ante las fluctuaciones de la demanda. Los proveedores deben estar preparados para gestionar los requisitos de «ciclo corto» de los clientes cuando sea necesario, y a menudo ir más allá de las expectativas contractuales. Además, es necesario implantar sistemas rigurosos de trazabilidad y seguimiento para optimizar el rendimiento.
Producción a largo plazo
A continuación viene la producción a largo plazo. El éxito de la producción en serie a gran escala depende de la capacidad de los proveedores de procesos metalúrgicos para adaptarse a los ritmos operativos de los clientes. Los grandes proveedores se basan en sistemas SIOP estructurados y esperan que sus socios cumplan con las previsiones y los requisitos de capacidad. Los programas aeroespaciales pueden prolongarse durante muchos años, y los fabricantes de equipo original (OEM) buscan acuerdos a largo plazo con la cadena de suministro —a menudo mediante estrategias de doble proveedor— basados en compromisos de inversión que garanticen una mejora continua y un crecimiento de la capacidad.
Las empresas dedicadas al tratamiento térmico y al acabado de superficies deben demostrar que disponen de acceso a redes de producción a nivel mundial, al tiempo que mantienen estrategias de respaldo y mitigación para mejorar la resiliencia de la cadena de suministro y abordar las preocupaciones relacionadas con la dependencia de un único proveedor. Una voluntad demostrada de invertir en bienes de equipo y automatización para reducir costes y mejorar la eficiencia puede proporcionar una ventaja sostenible a largo plazo. Estos proveedores deben contar con los recursos necesarios para gestionar cualquier problema operativo, al tiempo que ofrecen flexibilidad a los clientes a la hora de combinar el procesamiento interno con el externo.
Estas capacidades son fundamentales para la resiliencia a largo plazo de la cadena de suministro. La flexibilidad geográfica y las estrategias de doble fuente reducen el riesgo operativo, lo que permite transferir el trabajo entre centros cuando sea necesario. Esto contribuye a mantener la continuidad, incluso durante los picos de demanda más intensos. Por lo tanto, a los socios metalúrgicos no solo se les evalúa por su capacidad técnica, sino también por su escalabilidad, la redundancia entre centros y la estabilidad de los programas a largo plazo.
El poder de la colaboración
Con décadas de experiencia en el sector aeroespacial, Bodycote prestar apoyo en todas las fases del ciclo de vida de la introducción de nuevos productos (NPI) y goza de un estatus privilegiado con muchas de las principales empresas aeroespaciales, entre las que se incluyen Airbus, BAE Systems, Boeing, Honeywell, Pratt & Whitney y Rolls-Royce.
Equipos de ingenieros, científicos y técnicos con amplios conocimientos y experiencia pueden ofrecer asistencia técnica en las fases de diseño, ensayo y cualificación, con servicios que incluyen el diseño orientado a los costes, la interpretación de especificaciones, la viabilidad técnica, la optimización de ensayos y la preparación para la puesta en marcha de nuevos productos (NPI).
Todo ello cuenta con el respaldo de una red global de instalaciones homologadas para el sector aeroespacial que permite una asignación flexible de la capacidad, la redundancia entre múltiples emplazamientos y una producción escalable en todos los programas aeroespaciales. Esta flexibilidad operativa ayuda a los clientes a mantener la continuidad ante los cambios en los calendarios de producción y los largos ciclos de vida de los programas.
En definitiva, los fabricantes de equipos originales (OEM) del sector aeroespacial y los proveedores de primer nivel buscan cada vez más socios estratégicos de fabricación, como Bodycote ayudar a que las plataformas de próxima generación alcancen nuevas cotas.
Con más de 10 años de experiencia en marketing estratégico, desarrollo empresarial y liderazgo de mercado, Vanessa ha trabajado en los sectores aeroespacial y de generación de energía, así como en otros mercados industriales altamente regulados. Cuenta con un MBA ejecutivo por la HEC de Lausana y le apasiona contribuir a que las tecnologías avanzadas y las capacidades de fabricación den lugar a industrias más seguras, resilientes y sostenibles.