Proyecto de forja aeroespacial para un proveedor de primer nivel en Estados Unidos

Resumen del Proyecto

Este caso destaca una colaboración estratégica en forja aeroespacial con un destacado proveedor aeroespacial estadounidense de nivel 1, especializado en sistemas de propulsión para aeronaves comerciales y de defensa. El proyecto comprendió el diseño, la cualificación de materiales y la producción en serie de discos de turbina de aleación de titanio de alta integridad, componentes giratorios críticos que operan bajo cargas térmicas y mecánicas extremas. Con una duración de 18 meses, la iniciativa abarcó colaboración ingenieril, desarrollo de procesos conforme a las normas ASTM/AMS y fabricación certificada según AS9100 en tres lotes de producción, con un total de 472 unidades forjadas con precisión. El alcance incluyó trazabilidad completa (lote de fusión, identificación del troquel, registros de ensayos no destructivos), validación dimensional conforme a NAS970 y entrega a instalaciones controladas por ITAR en Ohio y California.

Análisis del desafío

El cliente enfrentaba una presión creciente para localizar su capacidad crítica de forja ante la volatilidad de la cadena de suministro y el endurecimiento de los requisitos de adquisición del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Su proveedor externo existente tenía dificultades con la uniformidad inconsistente del flujo de granos, discontinuidades subsuperficiales ocasionales detectadas durante la inspección ultrasónica (según la norma AMS 2631) y el incumplimiento de las tolerancias químicas exigidas para la aleación de titanio Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial), especialmente en cuanto al contenido de oxígeno y hierro. Además, los plazos de entrega superaban las 24 semanas, poniendo en riesgo los cronogramas de ensamblaje de motores para un programa de turboventilador de nueva generación. El proveedor de primer nivel necesitaba con urgencia un socio con capacidad nacional, con experiencia comprobada en forja de titanio para aplicaciones aeroespaciales, control riguroso de procesos y capacidad de respuesta rápida a órdenes de cambio de ingeniería, sin comprometer la integridad de la certificación.

Solución entregada

Desplegamos una celda especializada de forja aeroespacial equipada con una prensa hidráulica de 5.000 toneladas, hornos de calentamiento en atmósfera de vacío y sistemas de perfilado térmico en tiempo real calibrados con una precisión de ±1 °C. Trabajando estrechamente con el equipo metalúrgico del cliente, optimizamos la secuencia de forja en matriz cerrada de múltiples etapas —incluido el diseño de la pieza previa, la deformación con velocidad de deformación controlada y los perfiles de enfriamiento al aire tras la forja— para lograr una microestructura equiaxial uniforme (norma ASTM E112, grados 5–6) y eliminar interrupciones en las líneas de flujo. Todos los lingotes se obtuvieron de aceros certificados procedentes de laminadores estadounidenses que cumplen los requisitos de la norma AMS 4911, acompañados de informes completos de ensayos de laminación y verificación mediante análisis por fluorescencia de rayos X (PMI). Cada pieza forjada fue sometida a un escaneo ultrasónico automatizado al 100 % (según la norma AMS 2631, clase A), a una inspección con líquidos penetrantes (AMS 2644) y a una verificación dimensional mediante máquina de medición por coordenadas (CMM), comparándose con modelos CAD controlados mediante especificaciones geométricas y dimensionales (GD&T). Implementamos un sistema digital de registro por lote integrado con la plataforma MRP del cliente, lo que permite actualizaciones de estado en tiempo real y acceso inmediato a la documentación PPAP, incluidos los informes de inspección inicial (FAI) y los estudios de capacidad del proceso (Cpk ≥ 1,67 en las dimensiones críticas).

Resultados del proyecto

El proyecto alcanzó un rendimiento del 99,4 % en la primera pasada en los 472 forjados, sin ninguna no conformidad relacionada con la integridad metalúrgica o el cumplimiento dimensional. El plazo medio de entrega se redujo a 11,2 semanas —una mejora del 53 % respecto al desempeño anterior—, lo que permitió al proveedor de primer nivel acelerar la construcción de motores prototipo en dos trimestres naturales. Los resultados de la inspección ultrasónica mostraron una tasa de indicaciones inferior al 0,1 % por encima de la sensibilidad del estándar de referencia, muy por debajo del umbral contractual del 1,5 %. Lo más importante es que todos los discos de turbina entregados superaron con éxito el tratamiento térmico, el mecanizado y las pruebas finales de rotación posteriores realizadas por el cliente, sin rechazos. Este éxito condujo a un acuerdo marco de tres años que cubre cinco componentes adicionales fabricados en titanio y superaleaciones a base de níquel, ampliando así nuestra presencia en el mercado aeroespacial estadounidense.

Comentarios del cliente e impacto estratégico

«Su profundo conocimiento de la física de la forja de titanio —no solo de la operación de los equipos— marcó la diferencia», declaró el Director de Fabricación Avanzada del proveedor. «Trataron nuestras restricciones de ingeniería como entradas de diseño inamovibles, no como obstáculos de producción. Esta asociación ha reforzado nuestra resiliencia como proveedor de nivel 1 y respalda nuestro compromiso con el estatus de Proveedor de Confianza del Departamento de Defensa (DoD)». Este proyecto aeroespacial de forja subraya nuestra capacidad para atender a exigentes proveedores aeroespaciales de nivel 1 con componentes críticos para la misión, combinando rigor metalúrgico, disciplina normativa y ejecución ágil en el altamente regulado mercado aeroespacial estadounidense.