Der Zauberwürfel für das effiziente Arbeiten mit verschiedenen Verbundmaterialien

Quelle | Web Industries Inc., mit Genehmigung von Rubik’s Brand Ltd.

Im Wettlauf um die Steigerung der Produktion, um die Nachfrage nach Verkehrsflugzeugen zu decken, gibt es keinen einzigen Weg, das beste Flugzeug herzustellen. Da Luftfahrt-OEMs alle ihre Material- und Verarbeitungsoptionen berücksichtigen, werden sie weiterhin innovative Anwendungen sowohl für Duroplast (TS) als auch für thermoplastische Verbundwerkstoffe (TPC) finden, ganz zu schweigen von anderen Optionen wie trockenen Kohlefasergeweben und Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen (CMC). .

Die Bestimmung der optimalen Kombinationen von Materialien und Prozessen zum Bau jedes Teils mit der erforderlichen Leistung und Qualität und zu den niedrigsten Anschaffungskosten (TCA) kann wie die Lösung eines Zauberwürfels sein. Jeder Lieferkettenpartner arbeitet mit dem OEM zusammen, um eine andere Seite des Würfels auszurichten, mit dem Gesamtziel, der Fluggesellschaft ein sicheres, leistungsstarkes, treibstoffeffizientes und komfortables Flugzeug pünktlich und profitabel zu liefern.

Die Paradigmen ändern sich ständig, da sich fortschrittliche Materialien und Fertigungstechniken entwickeln. Für jede Flugzeugkomponente und jedes Teil – sei es ein Flügel, ein Rumpf, ein Stringer, ein Innenteil oder ein Triebwerk – gibt es eine Reihe von Überlegungen. Welche Materialien sind für die Anwendung geeignet? Auf welche unterschiedlichen Arten kann es formatiert werden – zum Beispiel als Polsterlagen, gespultes Schlitzband, gehackte Flocken oder Diagonallagen? Welche Layup-Technologie ist mit dem formatierten Material kompatibel – wie Handlayup, Roboter-Layup (in Form von automatisierter Band- oder Faserplatzierung), Preforms oder geschlossenes Formpressen?

Jeder Material- und Prozesspfad (M&P) bietet spannende Möglichkeiten. Verbundwerkstoffe mit keramischer Matrix bieten die Möglichkeit, Metalle in Hochtemperaturanwendungen zu ersetzen. Thermoplaste stoßen mit ihrer Wiederverwertbarkeit, Schweißbarkeit, schnellen Verarbeitung und insgesamt einfachen Materialhandhabung auf großes Interesse. Sie bleiben bei Raumtemperatur stabil und sind am Arbeitsplatz nicht so anfällig für Umweltschadstoffe wie duroplastische Materialien. Trockene Stoffe geben den Herstellern zudem Freiheit von der Kühllagerung und eröffnen zusätzliche Verarbeitungsmöglichkeiten. Und selbstverständlich bieten Duroplaste auch weiterhin eine bewährte Lösung für eine qualitativ hochwertige, konstante Teileformung – mit bewährten Kosten und bewährter Skalierbarkeit.

Kernkompetenzen nutzen

Man könnte argumentieren, dass eine exzellente Ausführung genauso wichtig ist wie der gewählte M&P-Pfad selbst. Schließlich bringt es nichts, mit einer Out-of-Autoclave (OOA)-Lösung Zykluszeit zu sparen, wenn eine Lage fehlt oder in der falschen Reihenfolge verlegt wird und der gesamte Herstellungsprozess neu gestartet werden muss. Wenn sich jeder Supply-Chain-Partner auf seine spezialisierte Rolle und seine Kernkompetenzen konzentrieren kann und weiß, wie diese Rolle das Endproduktziel erreicht, gewinnen alle.

Ein effektiver Formatierungspartner sollte beispielsweise in der Lage sein, unterschiedliche Materialien maßgeschneidert auf die Anforderungen des Flugzeugherstellers oder Stufenzulieferers zu liefern – mit besserer Qualität, schnellerer Geschwindigkeit und geringerer TCA, als dies im eigenen Haus möglich wäre. Dies umfasst heute häufig das Schneiden, Spulen, Messerschneiden, Wasserstrahlschneiden, Bearbeiten, Hacken, Stapeln von Preformlagen oder das Zusammenstellen von Materialien in Formaten, die für nachfolgende automatisierte, halbautomatische oder manuelle Herstellungsprozesse bereit sind.

Ein ausgelagerter Fertigungspartner kann OEMs auch dabei unterstützen, mit verschiedenen M&P-Optionen zu experimentieren, bevor sie auf eine großvolumige Massenproduktionslösung skaliert werden. Mit einer robusten, ausgelagerten Formatierungsinfrastruktur haben Flugzeughersteller Zugriff auf das Fertigungsäquivalent einer Fitnessstudio-Mitgliedschaft, um Theorien zu „erarbeiten“, auszuschließen, was nicht den Erwartungen entspricht und was funktioniert, zu einem Bruchteil von die Kosten und die Mühe, die es kosten würde, ein eigenes „Fitnessstudio“ oder eine Testeinrichtung einzurichten.

OEMs und mehrstufige Zulieferer haben die Möglichkeit, das Informationsmanagement ihrer Materialien an Formatierungspartner auszulagern. Ein solches Management umfasst prädiktive Analysen für vom Anbieter verwaltete Bestandsprogramme, die automatische Verfolgung von Prepreg-Out-Zeiten und die Verwaltung von Materialprüfungs- und Qualifizierungsdaten.

Durch Investitionen in Ausrüstung, Technologien und Mitarbeiter, die diesen Fähigkeiten gewidmet sind, befreien Materialformatierer ihre Lieferkettenpartner von dieser Verantwortung und ermöglichen ihnen, ihre Ressourcen auf ihre Kernkompetenzen zu konzentrieren. Und wenn sich die Innovatoren von Flugzeugdesign und -montage darauf konzentrieren können, sind die Grenzen der Luft- und Raumfahrtfortschritte der nächsten Generation, die ihnen als nächstes einfallen werden, grenzenlos!

Über die Autoren

Michael Quarrey ist Vice President Aerospace Operations für Web Industries. Er verfügt über mehr als 30 Jahre Managementerfahrung mit dem Schwerpunkt auf der Bildung engagierter und leistungsstarker Teams. Quarrey hat einen M.S. in System Dynamics vom Dartmouth College und einen B.S. in Informatik vom Worcester Polytechnic Institute. Er kann unter [email protected] erreicht werden.

Ben Winters ist General Manager von Web Industries Inc. — CAD Cut Services und verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Kunden aus der Luft- und Raumfahrt. Web Industries ist ein Präzisionsformatierer von Kohlefaserverbundwerkstoffen und anderen Materialien, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet werden. Winters und das Web-Team arbeiten frühzeitig in der Produktentwicklung mit OEMs und mehrstufigen Zulieferern zusammen, um Formatierungslösungen zu entwickeln, die für den Material-, Maschinen- und Herstellungsprozess des Kunden optimiert sind. Er ist unter [email protected] erreichbar.