Авиационен проект за ковки за основен доставчик в Съединените щати

Общ преглед на проекта

Този случай илюстрира стратегическо сътрудничество в областта на аерокосмическото коване с водещ американски доставчик от първа степен за аерокосмическата промишленост, специализиран в производството на системи за задвижване за търговски и военни летателни апарати. Проектът включваше проектирането, квалифицирането на материала и серийното производство на турбинни дискове от висококачествен титанов сплав — критични въртящи се компоненти, работещи при изключително високи термични и механични натоварвания. Инициативата продължи 18 месеца и обхващаше инженерно сътрудничество, разработване на процеси, съответстващи на стандарти ASTM/AMS, и производство, сертифицирано според AS9100, включващо три производствени серии с общо 472 прецизно ковани единици. Обхватът включваше пълна проследимост (партида на топлинна обработка, идентификационен номер на матрицата, протоколи от неразрушителен контрол), проверка на геометричните параметри според стандарт NAS970 и доставка до обекти, контролирани според ITAR, в Охайо и Калифорния.

Анализ на предизвикателствата

Клиентът изпитваше нарастващо натиск да локализира критичните си възможности за ковка в контекста на нестабилността в доставковата верига и ужесточаването на изискванията на Министерството на отбраната на САЩ относно източниците на доставки. Съществуващият им чуждестранен доставчик имаше затруднения с непоследователната еднородност на зърнения поток, периодични подповърхностни прекъсвания, открити по време на ултразвукова инспекция (според AMS 2631), както и несъответствие с изискваните химически допуски за титановата сплав Ti-6Al-4V ELI (с изключително ниско съдържание на междинни елементи) — особено по отношение на съдържанието на кислород и желязо. Освен това сроковете за изпълнение надвишаваха 24 седмици, което застрашаваше графиците за сглобяване на двигателите в рамките на програмата за следващо поколение турбофенови двигатели. Доставчикът от първи ешелон спешно имаше нужда от партньор с възможности за производство в САЩ, който да притежава доказани компетенции в областта на ковката на титан за аерокосмическа употреба, строг контрол на производствените процеси и бърз отговор на инженерни промени в поръчките, без да се компрометира целостта на сертифицирането.

Предложено решение

Инсталирахме специализирана ковачна клетка за аерокосмическа промишленост, оборудвана с хидравлична преса с номинално усилие 5000 тона, вакуумни пещи за термична обработка и системи за реалновременна термична профилирана калибрирана с точност ±1°C. В тясно сътрудничество с металургичния екип на клиента оптимизирахме многостепенната ковка в затворена матрица — включително проектиране на предварителни заготовки, деформация с контролирана скорост на деформация и профили на охлаждане с въздух след ковката — за постигане на равномерна еквиаксиална микроструктура (ASTM E112, клас 5–6) и елиминиране на прекъсвания в линиите на течност. Всички заготовки бяха доставени от сертифицирани американски търговски производители, съответстващи на изискванията на AMS 4911, като бяха предоставени пълни заводски изпитателни протоколи и потвърждение чрез PMI (позиционен метален анализ). Всяка ковка беше подложена на 100 % автоматизиран ултразвуков контрол (според AMS 2631, клас А), капилярен контрол с индикаторни течности (AMS 2644) и контрол на геометричните размери чрез координатно-измерителна машина (CMM) спрямо CAD модели, контролирани чрез GD&T. Внедрихме цифрова система за документиране на партиди, интегрирана с MRP платформата на клиента, която осигурява актуализации на статуса в реално време и незабавен достъп до документацията за PPAP, включително отчети за първоначална инспекция (FAI) и проучвания за способност на процеса (Cpk ≥ 1,67 за ключовите размери).

Резултати от проекта

Проектът постигна 99,4 % първоначален процент на изпълнение за всички 472 ковани изделия, без нито едно несъответствие, свързано с металургичната цялост или съответствието по размери. Средният цикъл на производство бе намален до 11,2 седмици — подобрение с 53 % спрямо предишните резултати — което позволи на доставчика от първи ешелон да ускори изготвянето на прототипни двигатели с два календарни тримесечия. Резултатите от ултразвуковата инспекция показаха индикационна честота под 0,1 % над чувствителността на референтния стандарт, значително под договорния праг от 1,5 %. От особено значение е, че всички доставени турбинни дискове успешно преминаха последващата топлинна обработка, механична обработка и окончателно въртящо се изпитание при клиента, без да бъдат отхвърлени. Успехът доведе до сключване на рамкова спогодба за три години, обхващаща още пет компонента от титанови и никелови суперсплави, разширявайки нашето присъствие на американския аерокосмически пазар.

Отзиви от клиенти и стратегическо влияние

„Тяхното дълбоко разбиране на физиката на титановото коване — не само на експлоатацията на оборудването — направи разликата“, заяви Директорът по напредналото производство на доставчика. „Те третираха нашите инженерни ограничения като неподлежащи на преговори проектни входни данни, а не като производствени препятствия. Това партньорство укрепи нашата устойчивост като доставчик от първо ниво и подкрепя ангажимента ни към статута на доверен доставчик на Министерството на отбраната на САЩ (DoD).“ Този аерокосмически проект по коване подчертава нашата способност да обслужваме изискващи доставчици от първо ниво в аерокосмическата индустрия с компоненти от критично значение за мисията — като комбинираме металическа строгост, регулаторна дисциплина и оперативно изпълнение на фон на силно регулираната американска аерокосмическа пазарна среда.