Producătorii OEM din sectorul aerospațial și furnizorii de nivel 1 apelează din ce în ce mai mult la parteneri specializați în tratamente termice și finisaje de suprafață pentru a beneficia de sprijin rapid și adaptabil pe parcursul întregului ciclu de viață al introducerii unui produs nou, afirmă Vanessa Pfeiffer, director de dezvoltare strategică a pieței pentru sectoarele aerospațial, apărare și energie
Producătorii din industria aerospațială se confruntă cu o presiune din ce în ce mai mare de a extinde noile platforme fără a compromite calitatea, capacitatea, trasabilitatea, controlul costurilor sau certitudinea livrării. Pe măsură ce programele trec de la etapa de proiectare și calificare la cea de industrializare și producție la capacitate maximă, fiecare etapă a procesului trebuie să poată asigura performanțe repetabile într-un ritm susținut – în special în cazul componentelor critice pentru siguranță, cu specificații stricte și destinate unei durate lungi de viață.
Tratamentul termic și finisarea suprafețelor rămân esențiale pentru performanța în industria aerospațială. Pe măsură ce motoarele și structurile moderne funcționează la temperaturi și solicitări mai ridicate, istoricul proceselor termice și metalurgice devine din ce în ce mai strâns legat de rezultatele proiectării. Cu ajutorul tehnicilor și măsurilor de control adecvate, cerințele exigente privind durata de viață la oboseală, rezistența la fluaj și rezistența la rupere pot fi îndeplinite în mod consecvent — nu doar în cadrul testelor, ci și în cadrul unei producții repetabile.
Tehnologiile aerospațiale sunt, la rândul lor, într-o continuă evoluție. Creșterea numărului de platforme autonome va spori complexitatea proceselor metalurgice. Pe termen lung, noile opțiuni de zbor, precum propulsia cu hidrogen și, eventual, chiar zborul hipersonic, vor determina o schimbare mai profundă, prin apariția unor materiale, medii și mecanisme de defectare noi.
Astfel, prelucrarea metalurgică depășește cu mult etapele de producție din aval. Pentru producătorii de echipamente originale (OEM) și furnizorii de nivel 1, furnizorii specializați în domeniul metalurgic joacă un rol din ce în ce mai important ca parteneri strategici pentru industrializare și asigurarea rezilienței lanțului de aprovizionare. Aceștia contribuie la reducerea riscurilor pe parcursul procesului, de la lansarea unui produs nou (NPI) până la producția în serie, la menținerea continuității aprovizionării și la extinderea producției la nivel global.
Din ce în ce mai mult, producătorii de echipamente originale (OEM) și furnizorii de nivel 1 nu se mai limitează doar la capacitatea tehnică de procesare, acordând prioritate partenerilor industriali care dispun de rețele de producție certificate la nivel global, capacitate de procesare multiplă, capacitate scalabilă și redundanță operațională, pentru a susține creșterea ritmului de producție și reziliența pe termen lung a programelor.
De ce sunt importante tratamentul termic și ingineria suprafețelor
Așadar, să analizăm principalii actori implicați în programul NPI pentru o componentă aerospațială care necesită tratament termic și/sau acoperiri de suprafață. Sunt implicate trei organizații principale. Aceste ecosisteme sunt conduse de producători de echipamente originale (OEM), precum Airbus și Boeing, care sunt responsabili de platforma aerospațială în ansamblu, de definirea cerințelor și de asigurarea respectării specificațiilor. Urmează apoi producătorul de componente. De obicei, aceștia sunt parteneri de nivel 1 sau 2 din lanțul de aprovizionare, care contribuie la proiectarea și fabricarea componentelor pentru sisteme majore, precum motoarele, trenul de aterizare, structurile, precum și sistemele de acționare și control.
În al treilea rând, există furnizorii de servicii de tratament termic și metalurgice. Aceste companii oferă adesea un portofoliu de servicii. Tehnologiile de tratament termic pot include cementarea, temperarea, tratamentele de soluționare și îmbătrânire, recoacerea și normalizarea, pentru a asigura rezistența, duritatea, tenacitatea, ductilitatea, comportamentul la oboseală și rezistența la uzură a componentelor, păstrând în același timp stabilitatea dimensională. Aceste procese de tratament termic sunt adesea aplicate în cazul unor componente precum arborii de angrenaje și arborii/tijele actuatoarelor.
Acoperirile de suprafață reprezintă o altă categorie de procese care prelungesc durata de viață a componentelor și le protejează împotriva factorilor de mediu, precum coroziunea și abraziunea. Printre acestea se numără procesele de pulverizare cu oxigen-combustibil la viteză mare și prin plasmă, precum și acoperirile organice, ceramice și polimerice aplicate pe piese precum căptușelile și elementele de tranziție ale camerei de ardere, paletele compresorului și componentele trenului de aterizare.
În același timp, unii furnizori de tratamente termice și procese metalurgice, precum Bodycote, oferă și servicii specializate, cum ar fi presarea izostatică la cald (HIP), care utilizează temperaturi și presiuni ridicate pentru a transforma metalul într-un solid cu densitate de 100%. Această tehnică este esențială pentru piesele cu grad ridicat de integritate utilizate în aplicații aerospațiale exigente, precum paletele și lamelele de turbină, suporturile și elementele de fixare, precum și componentele de interfață ale trenului de aterizare.
Proiectare și definirea proceselor
În cadrul programelor NPI, în special, producătorii de echipamente originale (OEM), producătorii de componente și specialiștii în tratamente termice și finisaje de suprafață stabilesc relații strânse între cele trei părți, adesea încă din primele etape ale ciclului de proiectare. Aceste interacțiuni din faza incipientă pot aduce o valoare adăugată semnificativă în întregul ecosistem aerospațial – de la proiectare până la livrare și întreținere, reparații și revizie (MRO) – și sunt deosebit de importante pentru platformele cu durată lungă de viață, care pot funcționa zeci de ani.
Deci, cum arată aceste relații NPI în lumea reală? Adesea, ele încep încă din etapa de proiectare și definire a proceselor. În această etapă, inginerii, echipele de metodologie și specialiștii în calitate din toate cele trei organizații se reunesc pentru a defini materialele, procesele și cerințele de testare pentru o anumită componentă NPI. Trebuie definite rezultatele-cheie ale programului, inclusiv cerințele de performanță, proiectele preliminare ale componentelor, specificațiile inițiale, precum și identificarea materialelor și proprietăților critice.
Fezabilitate și calificare
Următoarea etapă în dezvoltarea unui produs nou (NPI) o reprezintă studiul de fezabilitate și calificarea. În această etapă, contribuția furnizorilor specializați în metalurgie ajută la optimizarea proceselor, adesea prin eliminarea anumitor fluxuri de lucru de prelucrare sau șlefuire. În acest moment, odată stabilite specificațiile și proiectele inițiale, furnizorii de componente – precum firmele de prelucrare, atelierele de forjare și turnătoriile – le transpun în fluxuri de lucru concrete de fabricație.
Din nou, furnizorii de procese metalurgice joacă un rol important, contribuind la validarea fezabilității, la interpretarea cerințelor și la asigurarea faptului că piesele sunt produse în condiții de siguranță și cu un nivel constant de calitate. Dispunând de capacități cuprinzătoare de testare a materialelor și a proceselor, furnizorii specializați pot colabora cu furnizorii de componente pentru a dezvolta cicluri specifice de tratament termic, profiluri de temperatură și valori țintă ale durității suprafeței, realizând în același timp experimente de proiectare (DOE) pentru optimizarea proceselor.
Prototiparea și testele inițiale creează încredere din punct de vedere tehnic și stabilesc cine este în măsură să susțină programul în etapa de industrializare. Testele structurate și validările proceselor, care includ adesea analiza microstructurii, oferă furnizorului de componente încrederea necesară în ceea ce privește capacitatea de producție constantă și respectarea cerințelor sistemului de calitate.
Trecerea la producția de serie
Pe măsură ce piesa intră în faza de dezvoltare, etapa NPI marchează trecerea de la specialiștii în inginerie și procese la echipele de producție, accentul mutându-se pe performanța operațională. Specialiștii în procese metalurgice contribuie la demonstrarea repetabilității procesului și a controlului calității, dezvoltând în același timp durate de ciclu previzibile și planificări care să asigure o execuție fiabilă, aliniată la planificarea vânzărilor, a stocurilor și a operațiunilor (SIOP) ale clientului.
Se așteaptă ca furnizorul specializat să demonstreze o expertiză dovedită în metodologiile de tranziție de la faza NPI la producția de serie, ceea ce să conducă la termene de execuție constante, rezultate precise în ceea ce privește randamentul și respectarea riguroasă a standardelor de calitate, eliminând astfel riscul apariției unor blocaje pentru producătorul de componente. Comunicarea proactivă asigură transparența și vizibilitatea asupra progresului proiectului.
În același timp, se pun în aplicare strategii de producție eficiente, flexibile și scalabile, menite să susțină o planificare solidă a capacității de producție în vederea facerii față fluctuațiilor cererii. Furnizorii trebuie să fie pregătiți să gestioneze cerințele clienților cu „cicluri scurte” atunci când este necesar, depășind adesea așteptările prevăzute în contract. De asemenea, pentru a asigura o performanță optimizată, trebuie implementate măsuri stricte de trasabilitate și monitorizare.
Producția pe termen lung
Urmează producția pe termen lung. Succesul producției în serie depinde de măsura în care furnizorii de procese metalurgice se pot integra în ritmurile operaționale ale clienților. Furnizorii mari se bazează pe sisteme SIOP structurate și se așteaptă ca partenerii să respecte previziunile și cerințele de capacitate. Programele din industria aerospațială pot dura mulți ani, iar producătorii de echipamente originale (OEM) caută acorduri pe termen lung cu lanțul de aprovizionare – adesea prin strategii cu doi furnizori – bazate pe angajamente de investiții care asigură îmbunătățirea continuă și creșterea capacității.
Furnizorii de servicii de tratament termic și finisare a suprafețelor trebuie să demonstreze că au acces la rețele de producție la nivel mondial, menținând în același timp strategii de rezervă și de atenuare a riscurilor pentru a spori reziliența lanțului de aprovizionare și a răspunde preocupărilor legate de dependența de o singură sursă. O disponibilitate dovedită de a investi în echipamente și automatizare pentru a reduce costurile și a spori eficiența poate oferi un avantaj durabil pe termen lung. Acești furnizori trebuie să dispună de resursele necesare pentru a gestiona orice probleme operaționale, oferind în același timp flexibilitate clienților în ceea ce privește combinația dintre procesarea internă și cea externă.
Aceste capacități sunt esențiale pentru reziliența pe termen lung a lanțului de aprovizionare. Flexibilitatea geografică și strategiile bazate pe surse duble reduc riscul operațional, permițând transferul activității între locații atunci când este necesar. Acest lucru contribuie la menținerea continuității, chiar și în timpul celor mai severe vârfuri de cerere. Prin urmare, partenerii din domeniul metalurgic sunt evaluați nu numai în funcție de capacitatea tehnică, ci și de scalabilitate, de redundanța între mai multe locații și de stabilitatea programelor pe termen lung.
Puterea parteneriatului
Cu zeci de ani de experiență în sectorul aerospațial, Bodycote oferi sprijin în toate etapele ciclului de viață al produselor noi (NPI) și se bucură de statutul de partener preferat al multor companii importante din domeniul aerospațial, printre care Airbus, BAE Systems, Boeing, Honeywell, Pratt & Whitney și Rolls-Royce.
Echipe de ingineri, oameni de știință și tehnicieni cu cunoștințe solide și experiență pot oferi asistență tehnică în etapele de proiectare, testare și calificare, prin servicii care includ proiectarea în funcție de costuri, interpretarea specificațiilor, analiza de fezabilitate tehnică, optimizarea testelor și pregătirea pentru lansarea unui produs nou (NPI).
Acest lucru este susținut de o rețea globală de unități omologate pentru industria aerospațială, care permite alocarea flexibilă a capacităților, redundanța pe mai multe locații și o producție scalabilă în cadrul programelor aerospațiale. Această flexibilitate operațională ajută clienții să mențină continuitatea în condițiile unor programe de producție fluctuante și ale unor cicluri de viață îndelungate ale programelor.
În cele din urmă, producătorii OEM din industria aerospațială și furnizorii de nivel 1 caută din ce în ce mai mult parteneri strategici de producție, precum Bodycote ajuta platformele de nouă generație să-și ia zborul.
Cu o experiență de peste 10 ani în marketing strategic, dezvoltare de afaceri și poziția de lider de piață, Vanessa a activat în sectoare precum industria aerospațială, producția de energie și alte piețe industriale puternic reglementate. Deține un Executive MBA de la HEC Lausanne și este pasionată de contribuția pe care o pot aduce tehnologiile avansate și capacitățile de producție la crearea unor industrii mai sigure, mai reziliente și mai durabile.