Aufstrebender Luft- und Raumfahrtpionier baut Geschäfte in der Luft und an Land auf

Der Unternehmergeist ist in Israel lebendig und gut. Ein typisches Beispiel ist Kanfit Ltd. (Migdal HaEmek, Israel) in der Nähe der Stadt Nazareth. Gegründet 1986 als Verbundwerkzeugwerkstatt von Shai Fine, einem Luftfahrtingenieur mit umfangreicher Erfahrung im Bau von Militärjets, ist Kanfit heute in erster Linie ein Build-to-Print-Werk mit einigen Build-to-Spec-Arbeiten. Es stellt sowohl Verbund- als auch Metallteile für das her, was Shachar Fine, der Sohn von Shai Fine und Kanfits Executive Vice President für Geschäftsentwicklung, Marketing und Vertrieb, „fit-and-fly“-Baugruppen nennt. Zu seinen Geschäftsschwerpunkten gehört natürlich die Luft- und Raumfahrtindustrie — militärische, kommerzielle und allgemeine Luftfahrt — aber auch medizinische Geräte sowie Windenergie-, Renn- und Bodenverteidigungsanwendungen.

Alles mit den Besten und Klügsten machen

„Wir sind ein One-Stop-Shop“, sagt Fine, „und ein wartungsfreier Subunternehmer.“ Damit meint er, dass das Unternehmen in der Lage ist, Werkzeuge herzustellen, Prototypen zu erstellen, Erstmusterprüfungen durchzuführen und schließlich die Serienproduktion durchzuführen. Die Technologie zur Herstellung von Verbundteilen umfasst RTM, Infusion, Prepreg-Handlaminierung, Nasslaminierung und Autoklav. Beispiele für Teile reichen von der Cockpit- und Flugzeugstruktur über einzelne medizinische Geräte bis hin zu Spreu- und Fackelmagazinen (mehr dazu weiter unten) und innovativen Werkzeugen für den Prototypenbau.

Zu den Zertifizierungen gehören AS9100D und Nadcap. Fine sagt:„Kanfit ist das einzige Unternehmen in Israel, das die Nadcap-Zertifizierung für die RTM-Verarbeitung besitzt.“ Es befindet sich seit vier Jahren an seinem jetzigen Standort in einem 3.200 m2 großen Gebäude, das seine bisherige Nutzfläche verdoppelt hat, mit Metallteilebearbeitung im Erdgeschoss und Verarbeitung von Verbundwerkstoffen im Obergeschoss. Die gesamte umfangreiche Laborkapazität wird aus Kosten- und Zeitvorteilen im eigenen Haus bereitgestellt.

Aber Shachar Fine erzählt CW :„Unsere raison d’etre ist es, hochwertige Arbeitsplätze in den Norden Israels zu bringen.“ Unter den 188 Mitarbeitern von Kanfit sind gebürtige Israelis und Einwanderer aus aller Welt, darunter Deutschland, Äthiopien, die USA und ehemalige Satelliten der Sowjetunion:„Kanfit ist ein Mikrokosmos der Start-up-Nation“, erklärt Fine. „Wir glauben, dass wir hier in Israel die besten und klügsten Ingenieure haben. Dies, kombiniert mit der Chutzpe unserer Nation, ist der Schlüssel zu unserem Erfolg in diesem wettbewerbsintensiven Geschäftsumfeld.“

Kanfit arbeitet auch mit dem Technion zusammen – der Ingenieurschule des Israel Institute of Technology – und bietet Arbeitsplätze und Praktika für Studenten, um sich über Werkzeuge, Verbundkonstruktionen und Materialien zu informieren. Ein Bereich, in dem Kanfit die Schule unterstützt, ist Formula SAE:„Wir helfen ihnen bei der Entwicklung von Werkzeugen und Teilen wie Verkleidungen oder Fahrersitzen, wenn sie hier in unserem Werk sind. Wir bestehen darauf, dass sie Teile mit ihren eigenen Händen herstellen, weil wir glauben, dass dies Ingenieuren ermöglicht, zu konstruieren ein besserer Teil. In CATIA kann man alles entwerfen, aber in der Produktion stellt man fest, dass man das Teil nicht herstellen kann.“ Kanfit unterstützt auch nachdrücklich Arbeiter mit Behinderungen, sagt Fine, und verfügt über Umweltprogramme.

Die vielfältige Belegschaft von Kanfit stellt eine ebenso vielfältige Mischung aus Verbund- und Metallteilen her. Für Kunden aus der Luft- und Raumfahrt gehören dazu Wingtip-Fairings, Wing-to-Body-Fairings, Wing-to-Belly-Fairings sowie Hauptfahrwerkstüren und Radome für Business-Jet-, Militär- und Verteidigungsprojekte. Einige dieser Teile sind mit Wabenkernen versehen, und Fine sagt, dass für diese Programme mehr als 10.000 Teilenummern hergestellt wurden.

Kanfit ist ein Tier 2 (oder niedriger) Lieferant für die 787 von The Boeing Co. (Chicago, IL, USA); der Airbus (Toulouse, Frankreich) A380; Embraer's (Sao Paulo, Brasilien) ERJ und E2; Bombardiers (Montreal, Kanada) CSeries , CRJ , Global -Serie und Challenger; und Bell Helicopter Textron (Ft. Worth, TX, USA). Weitere Kunden sind Senior Aerospace UK (Rickmansworth, Hertfordshire, UK), Elbit Systems (Haifa, Israel), Zodiac Innovative Power Solutions (Eatontown, NJ, USA), Plasan (Sasa, Israel), Israel Aerospace Industries (IAI, Lod, Israel). ), Rafael (Haifa, Israel), BAE Systems ROKAR (Jerusalem, Israel), BIRD Aerosystems (Herzliya, Israel) und ORBIT Communication Systems (Netanya, Israel). Kanfit ist auch Lieferant der israelischen Luftwaffe (IAF) und der israelischen Verteidigungsministerium.

Darüber hinaus liefert Kanfit mehrere große, aber proprietäre Programme für unbemannte Luftfahrzeuge (UAV) und liefert seit 2013 Teile an die israelische Raumfahrtindustrie, darunter eine ausfahrbare Schüssel für eine Satellitenantenne. Und es hat zahlreiche medizinische Geräte für mehrere Kunden zusammengestellt.

Kanfit ist ebenfalls an erheblichen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten beteiligt und hat im Mai 2018 eine automatisierte Faserplatzierungsmaschine (AFP) von Ingersoll Machine Tool (Rockford, IL, USA) mit einem am Roboterarm montierten Kopf übernommen. Laut Fine wurde die Maschine für das Prototyping hochkomplexer Teile gekauft:„Kanfit wird der Standort des israelischen AFP National Center of Knowledge für die automatisierte Verarbeitung von Verbundwerkstoffen.“ Als Beispiel nennt er einen einteiligen Strukturrahmen (mehr dazu weiter unten), bestehend aus trockener Kohlefaser, die automatisch über den Schaumkern gelegt wird und dann per RTM verarbeitet wird. Die Spanten sind Prototypen für Schottspanten von Verkehrsflugzeugen.

Ein weiteres F&E-Projekt umfasst ein europäisches Programm namens EC Horizon 2020 und darin ein Konsortium namens Hyperdiamond, das eine neue Krebserkennungsmethode unter Verwendung von Nanodiamanten entwickelt. Die Technologie verwendet sehr starke Magnete, und die Magnete müssen in starken und dennoch leichten Verbundvorrichtungen gehalten oder eingeengt werden:„Verbundwerkstoffe waren der Wegbereiter für dieses Projekt“, sagt Fine.

Ein weiteres Gebiet, das Kanfit betreten hat, ist der 3D-Druck, aber derzeit wird all diese Arbeit mit Metallpulvern, hauptsächlich Titan, durchgeführt. Das Unternehmen verwendet eine EOS-Maschine (Krailling, Deutschland), aber Fine sagt, dass Kanfit in Zukunft daran arbeitet, Metalle in Verbundwerkstoffe zu integrieren.

Organisches Wachstum, digitale Tools

CWs Die Tour beginnt im Qualitätskontrollbüro von Kanfit, wo eine Maschine von Instron (Norwood, MA, USA) zum Testen von Coupons verwendet wird. Fine weist auf eine kleine CNC-Maschine hin, auf der Testcoupons geschnitten werden:„Wir machen Testcoupons mit jedem vakuumverpackten Teil für die zerstörende Prüfung.“ Fine stellt fest, dass Kanfit eine künstliche Intelligenz-App namens OKAPI (entwickelt in Israel) verwendet, um Key Performance Indicators (KPI) zu überwachen, um den Workflow zu rationalisieren und effizienter zu gestalten. Entlang eines Korridors sind Diagramme angebracht, in denen die KPI-Daten der Mitarbeiter angezeigt werden, was einen freundschaftlichen Wettbewerb fördert.

Fine gibt auch CW ein kurzer Blick in einen Raum, der mit Tausenden von verschiedenen Arten und Größen von Befestigungselementen gefüllt ist. Der „Fastener Guy“ ist verantwortlich für die Vorbereitung von Montage-Befestigungssätzen, just in time (JIT) für Teile, die aus der Produktion kommen. Entlang desselben Korridors sehen wir zwei Reinräume für Verbundwerkstoffe, einen für kohlenstofffaserverstärkte Teile und einen für glasfaserverstärkte Teile. Barcodes werden entlang des gesamten Produktionsweges überprüft, um den Fortschritt jedes Teils zu dokumentieren.

Eine neue CNC-Maschine, die kürzlich für Verbundteile angeschafft wurde, wird beispielsweise verwendet, um die „Magazine“ oder rechteckige Teilebehälter mit mehreren Kavitäten, die Schlüsselkomponenten der C-MUSIC sind, zu trimmen. kommerzielles Jet-Schutzsystem. (Siehe CW 's Elbit-Werksbesichtigung für eine vollständige Systembeschreibung.) Es schützt das Flugzeug vor schulterabgefeuerten Raketen; Spreu ist eine Ansammlung kleiner Stückchen aluminiumbeschichteter Plastikfolie, die das Radar durch die Reflexion von Funksignalen verwirrt; Flares sind im Grunde kleine Feuerwerkskörper, die Infrarotsignaturen erzeugen, die das Infrarot-Zielsuchgerät verwirren). Laut dem Feedback der IAF haben die Spreu und Fackeln von Kanfit die von anderen Unternehmen hergestellten übertroffen. Kanfit hat Berichten zufolge mehr als 8.000 Spreu-und-Flare-Magazine für den Einsatz durch Luftwaffen auf der ganzen Welt hergestellt, ohne dass ein einziger Einsatz gemeldet wurde Ausfall durch Herstellungsfehler.

Die CNC-Besäummaschine half dabei, dieses Ziel zu erreichen, sagt Fine:„Wir verstehen, dass wir, um unser Ziel, der ‚Supplier of Choice‘ für den internationalen Luft- und Raumfahrtmarkt zu werden, einen Vorsprung gegenüber unserer Konkurrenz brauchen und einen Mehrwert für unsere Kunden. Wir werden weiterhin neue technologische Prozesse einbeziehen, die für eine bedeutende Volumenproduktion benötigt werden.“

Fine macht dann eine Pause, bevor im zweiten Stock zusammengesetzte Teile angezeigt werden, hauptsächlich für medizinische Projekte, einschließlich zusammengesetzter Exoskelettteile und rektale Sonden für Prostatakrebs (Verbundwerkstoffe ermöglichen einen dünneren Teil). Zu sehen ist auch ein Flügel für eine Gleitbombe. Laut Fine besteht der Flügel aus mehr als 100 Lagen Kohlefaser, die zwar scheinbar überzogen ist, aber die Steifigkeitsanforderungen erfüllen muss:„Wir haben den Flügel mit RTM hergestellt und 60 % Faservolumen erreicht.“

Ein weiteres ausgestelltes Teil wurde für den Einsatz in Herzoperationen hergestellt und besteht aus einer RTM-förmigen Glas-/Epoxid-Donut-Form, die mit Kupferspulen gefüllt ist, die auf derselben Ebene ausgerichtet sind. Das Gerät musste mit extrem engen Toleranzen (±0,01 mm) gefertigt werden. Fine sagt:„Wir können in unseren RTM-Prozessen eine Maßgenauigkeit von ±5 Mikrometer erreichen. Wir denken, dass dies eine zu wenig genutzte Technologie in der Verbundwerkstoffindustrie für die Luft- und Raumfahrt ist.“

Kanfit bevorzugt RTM, da die Verwendung von trockenen Textilien und eingespritzten Harzen anstelle von Prepregs die Materialkosten von Kanfit senkt und der Prozess gehärtete Teile mit akzeptablem Hohlraumgehalt viel schneller produziert. Fine fügt hinzu:„Autoklavierte Teile sind meiner Meinung nach überdimensioniert – zum Beispiel Verkleidungen, die sehr wenig belastet werden. Wir haben Teile vom Autoklaven auf RTM umgestellt, was wir im Grunde als „Autoklav für die Armen“ sehen. Es bietet so viel Flexibilität, weil die Zykluszeit vom Kunden und der benötigten Produktionsrate abhängt. Sie können Hitze und eine schnelle Zykluszeit oder Aushärtung bei Raumtemperatur verwenden, was immer erforderlich ist, um den Geschäftsfall zu verwirklichen.“

KI-basiertes Workload-Management

Fine weist auf eine weitere Zeitersparnis hin. Die Produktionshalle kann zu jedem Zeitpunkt etwa 4.000 Arbeitsaufträge bearbeiten. Um diese Arbeitsbelastung zu bewältigen, jeden Arbeitsauftrag oder Reisenden , hat daran einen Bluetooth-Sensor angebracht, der sich mit einem von Trekeye (Tel Aviv, Israel) entwickelten Softwaresystem für künstliche Intelligenz verbindet. Ein Sensorsystem verfolgt alle Sensoren und die Sensoren geben Warnungen aus, wenn sich der Reisende am falschen Ort befindet oder verlegt wurde. „Wir konnten keine RFID-Tags verwenden“, sagt Fine, „weil sich zu viel Metall im Gebäude befindet. Dieses System hat unseren gesamten Produktionsprozess wirklich rationalisiert.“

Als nächstes CW besucht das physikalische Prüflabor für Fertigteile. Die Techniker im Labor weisen darauf hin, dass jedes autoklavierte Verbundteil einer Inspektion und zerstörungsfreien Prüfung unterzogen wird. Fein führt weiter, durch den Messbereich zum Endprüfbereich, wo die Teile einer Ultraschallprüfung unterzogen werden; Zwei A-Scan-Maschinen von Olympus (Waltham, MA, US) werden für die zerstörungsfreie Prüfung (NDT) zusammen mit einem FaroArm von Faro Technologies (Lake Mary, FL, US) und einem Laserscanner von Creaform Inc. (Levis, QC, Kanada). Fine weist darauf hin, dass die Laborkapazitäten von Kanfit die Prüfung der physikalischen Eigenschaften (Faservolumenanteil, Hohlraumgehalt, Harzgehalt, Dichte), die Prüfung der mechanischen Eigenschaften (Kurzstrahlscherfestigkeit, Klettertrommelschälung, Druckfestigkeit, Zugfestigkeit) und zusätzliche Prüfungen umfassen, einschließlich Flach-, Überlappungs- und 4-Punkt-Biegung.

Als nächstes auf der Tour folgt der Bearbeitungsbereich, in dem mehrere VF 4SS-Bearbeitungszentren von Haas (Oxnard, CA, US) installiert sind. Eine weitere Hochgeschwindigkeits-CNC-Fräse, die verschiedenste Materialien in Plattenform schneidet, war im Einsatz und schneidet ROHACELL-Schaum von Evonik (Marl, Deutschland). Vierzig Teilenummern können während eines Schneidezyklus verschachtelt werden, betont Fine. Hier befinden sich auch ein Schleifbereich und eine Lackierkabine sowie ein chemischer Bearbeitungsbereich für die Behandlung von Aluminiumalodin (Korrosionsschutz). Das gesamte Wasser, das in den Metallbearbeitungsschritten verwendet wird, wird gesammelt und recycelt.

Als nächstes geht die Tour weiter zum neueren Autoklavengebäude, einem angeschlossenen 850 m² großen Gebäude, das, wie Fine betont, ein vollständig „grünes“ Gebäude ist. Das heißt, es verwendet passive Systeme sowohl zum Heizen als auch zum Kühlen, ohne dass eine Klimaanlage erforderlich ist. Es wurde vor 3 Jahren gebaut und beherbergt den 5,5 x 2,1 m großen Autoklav von ASC Process Systems (Valencia, CA, USA), der auf S. 28. Eine ganze Wand von Fotos im Gebäude dokumentiert den zeitaufwendigen und langwierigen Prozess, der erforderlich war, um den Autoklaven ins Land zu bringen und im Gebäude an Ort und Stelle zu bringen:„Als der Arbeiterstreik im Hafen von LA im Jahr 2014 begann“, Fine erinnert sich:„Der Autoklav stand auf dem Dock und wartete darauf, geladen und nach Israel verschifft zu werden. Wir konnten herausfinden, wie wir den Autoklav zum Hafen von Houston [TX, USA] transportieren und ihn an Bord eines zweiten Frachtschiffs bringen können.“ Fine sagt, dass das Unternehmen bereit ist, bald einen zweiten Autoklaven zu kaufen, da der erste jetzt fast voll ausgelastet ist.

Hier, in einem anderen Reinraum der ISO-Klasse 7 mit positivem Druck, schneidet ein automatisierter Flachbettschneider von Eastman Machine Co. (Buffalo, NY, USA) Lagen und Kits aus Material, das in der nahegelegenen Tiefkühltruhe gelagert wird. Kanfit verwendet zum Schneiden die Verschachtelungssoftware von Plataine (Waltham, MA, USA und Tel Aviv, Israel). An der Decke montierte Laserprojektoren von Aligned Vision (Chelmsford, MA, USA) unterstützen bei Kitting-Aufgaben und Layup. In der Nähe wird eine neue 5-Achsen-CNC-Maschine von Belotti SpA (Suiso, Italien) für Besäum-, Bohr- und Bearbeitungsaufgaben sowohl für Werkzeuge als auch für Verbundteile verwendet. Der x/y/z-Arbeitsbereich beträgt 5 x 2 x 1,6 m. Der Werkzeugvorbereitungsbereich befindet sich neben dem ASC-Autoklaven.

Kontinuierliche Expansion

Die Tour führt zurück in die Gebäudelobby, in der Hunderte von Teilen ausgestellt sind. „Hybridstrukturen sind die Zukunft der Verbundwerkstoffe“, sagt Fine und stellt fest, dass Verbundwerkstoffe in Kombination mit Metallen, beispielsweise in der komplexen Flugdeckstruktur des Unternehmens für Business-Jets, große und komplexe Drop-In-Baugruppen ermöglichen. Das Geschäft von Kanfit, fügt er hinzu, besteht aus 40 % Verbundwerkstoffen und 60 % Metallen, wobei die Verbundwerkstoffseite mit einer Rate von 10 % CAGR schneller zunimmt als die Metalle. Die Wachstumsbereiche von Kanfit sind Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Medizin, insbesondere elektromagnetische Anwendungsstrukturen (Radome und medizinische Teile).

Bemerkenswert unter den anderen ausgestellten Teilen ist eine CT-Scan-Röhre aus Kohlenstoff-Verbundstoff mit patentiertem Design, die laut Fine "viele Betriebsgeheimnisse" enthält. Ein Quarzfaser/Epoxid-Radom mit Ox-Core-Wabenstruktur wurde für einen eigenen Militärkunden entwickelt. Ebenfalls ausgestellt:eine zusammengesetzte VOR-Antenne (Funksignale im Bereich von 108-117,95 MHz) für einen kommerziellen Kunden; Fine sagt, dass die metallischen Teile der Antenne leicht in das Verbundlaminat eingebettet werden können. „Wir waren in der Lage, dem Kunden eine verbesserte Antennenleistung zu 40 % niedrigeren Kosten als das ursprüngliche metallzentrierte Design bei gleichem Gewicht anzubieten“, fügt er hinzu. Diese Antenne wurde auf der jüngsten AeroDef-Konferenz der Society of Manufacturing Engineers (SME) in Long Beach, Kalifornien, USA, ausgestellt.

Abschließend Fine:„Wir wachsen … und verfolgen aktiv neue Technologien. Mit dem neuen Roboter-AFP von Ingersoll können wir beispielsweise den Kopf wechseln und thermoplastisches Material legen und wieder auf Duroplast umstellen. Wir wollen weiter expandieren und werden in den kommenden drei Jahren ein weiteres Gebäude bauen.“