Hankkeen yleiskatsaus
Johtava saksalainen ilmailukoneiden valmistaja kohtasi tiukat vaatimukset laskutelineen komponenteille – erinomainen lujuus-massasuhde, lämpötilavakaus yli 650 °C:n ja kestävyys jännityskorroosioriissulle korkean syklismäisyyden väsymisympäristössä. Näiden ilmailualan vaatimusten täyttämiseksi valmistaja etsi kelpaavaa toisen tason (Tier-2) toimittajaa, joka pystyisi toimittamaan tarkkoja lähes lopullista muotoa vastaavia muokkauksia nikkeli-pohjaisissa ylikuumaluukseissa. Valitsimme meidän Shandongin maakunnassa sijaitsevan muokkauslaitoksen tiukan AS9100 Rev D -auditoinnin ja materiaalin jäljitettävyyden varmennuksen jälkeen. Hanke sisälsi vuosittaisen toimituksen 42–68 kg:n yksikköpainoisia Inconel 718 -muokkauksia kolmeen kriittiseen laskutelineen alaosioon, ja kokonaishankkeen tilavuus ylitti 12 tonnia vuodessa.
Haasteiden analyysi
Pääasialliset tekniset haasteet liittyivät metallurgiseen eheyyteen ja mitallisesti tarkkaan toteutukseen. Inconel 718 -materiaalin korkea työkovettumisnopeus ja kapea kuumamuokkauslämpötila-alue (950–1050 °C) teki perinteisestä avoimella muotilla tapahtuvasta muokkauksesta altista pinnan halkeilulle ja epätasaiselle jyväsuojaan. Lisäksi komponentin geometriassa oli ohutseinäisiä osia (pienimmillään 8,2 mm), syviä sisäisiä onteloita ja tiukkoja ±0,15 mm:n toleransseja kriittisillä laakeripinnoilla – vaatimuksia, jotka ylittävät huomattavasti standardin ISO 8062 luokan CT4 sallimat arvot. Lämpökäsittelemisen aikainen lämpövääntymä uhkasi lisäksi lopullista osan muodon tarkkuutta. Toimitusketjun kestävyys oli myös ratkaisevan tärkeää: OEM vaati kaksinkertaista toimintakykyä (dual-source), täydellistä eräkohtaista PMI-tunnistusta (Positive Material Identification) sekä reaaliaikaista NDT-raportointia EN 462-2 -yhteensopivalla radiografialla ja ultraäänitutkimuksella.
Toimitettu ratkaisu
Käytimme pystysuoraa, integroitua prosessia, joka yhdisti suljetun muottipuun isoterminen muovaus, ohjatun jäähdytyksen jälkimuovauksellisen lämpökäsittelyn ja CNC-koneistuksen prosessin sisäisellä mittauksella. Erityisesti suunniteltu nikkeli-pohjainen muottimateriaali (H13 + 5 % molibdeenipinnoite) mahdollisti vakaa työkaluelämän yli 1 200 kierrosta säilyttäen samalla muottikammion tarkkuuden. Muovaus suoritettiin 985 °C:n lämpötilassa ±5 °C 12 500 tonnin hydraulipressussa reaaliaikaisella muodonmuutoksen nopeuden seurannalla, jotta estettäisiin dynaamisen uudelleenkristallisoinnin poikkeamat. Jokainen valukappale käsiteltiin kolminkertaisessa sulatuksessa (VIM–ESR–VAR), mikä varmisti erinomaisen alhaisen rikki- (<0,002 %) ja vety- (<1,5 ppm) pitoisuuden. Muovauksen jälkeen osat kuumennettiin tyhjiössä 980 °C:n lämpötilaan, jota seurasi nopea vesijäähdytys ja kaksinkertainen vanhenemiskäsittely (720 °C/8 h + 620 °C/8 h) γ'-sadeosien jakautumisen optimoimiseksi. Kaikki muovaukset sertifioitiin AMS 5662- ja EN 10269 -standardien mukaisiksi, ja niillä oli täysi jäljitettävyys valukappaleen sulatusnumeroon asti lopulliseen tarkastusraporttiin saakka.
Toteutusprosessi
Projektin toteuttaminen noudatti vaiheittaista APQP-kehystä: Vaihe 1 sisälsi muottitäytön ja lämpöjännitysten kartoituksen FEA-simuloinnilla käyttäen DEFORM-3D -ohjelmistoa; Vaihe 2 sisälsi koeajot, joissa suoritettiin 100 % UT-tutkimus ja metallurginen poikkileikkaustutkimus raekoon orientaation validointia varten (ASTM E112); Vaihe 3 siirtyi täysmittaiseen tuotantoon, jossa automatisoidulla optisella CMM-mittauslaitteella tarkastettiin 28 GD&T-ominaisuutta osaa kohden. Toteutimme ERP-järjestelmään integroidun laatumoduulin, joka mahdollisti reaaliaikaisen SPC-kuvaajan käytön kovuuden (32–36 HRC), vetolujuuden (≥1300 MPa) ja venymän (≥12 %) seurantaan. Logistiikka oli synkronoitu OEM:n JIT-aikataulun kanssa EDI 856 ASN -viestintäprotokollan avulla, ja ilmakuljetuspakkaus oli ilmastoitua ja täytti IATA:n pakkausohjeen 950.
Hankkeen tulokset
Kumppanuus tuotti mitattavia suorituskyvyn parannuksia: ensimmäisen kerran hyväksyttyjen osien osuus nousi 71 %:sta 96,4 %:iin kuuden kuukauden sisällä; keskimääräinen toimitusaika lyheni 14 viikosta 8,5 viikkoon; ja hukkakappaleiden osuus laski alle 0,8 %:n, mikä on huomattavasti alle OEM:n sopimusrajan 2,5 %. Tärkeintä oli kuitenkin se, että kaikki 1 842 toimitettua muovattua osaa läpäisi 100 %:n tuhottoman tarkastuksen, eikä yhtään kenttävialoa ilmennyt 36 kuukauden aikana A320neo- ja A350 XWB-alustoilla. Asiakas ilmoitti alaspäin suuntautuneen koneistusajan vähentymisestä 17 %:lla erinomaisen lähes valmismitan ansiosta, mikä vaikutti suoraan heidän laskutelineiden kokoonpanolinjansa tehokkuuteen. Tämä menestys vahvisti tehtaamme pätevänä toimijana Rolls-Roycen ja Safran tarjoamassa eurooppalaisessa ilmailualan pätevyysjärjestelmässä (EAQS).
Asiakaspalaute ja strateginen vaikutus
„Heidän osaamisensa Inconel 718 -materiaalin termomekaanisessa käsittelyssä – yhdistettynä ehdottomaan dokumentointikurissaan – teki heistä ainoan ei-EU-toimittajan, jonka olemme hyväksyneet turvallisuuskriittisiin laskutelineiden muovauksiin“, totesi OEM:n toimittajien teknisen kehityksen johtaja. Tämän projektin vaikutukset ulottuivat pitkälle yli välittömän toimituksen: se toimi katalysaattorina pitkäaikaiselle yhteistyölle seuraavan sukupolven GH4169-materiaaliversioista hypersonisten ajoneuvojen sovelluksiin. Lisäksi se vahvisti kykyämme toimia eurooppalaisen ilmailumarkkinan palveluntarjoajana tiukkojen EASA:n osan 21G ja EU:n asetuksen (EU) 2018/1139 vaatimusten mukaisesti, mikä vahvisti asemaamme luotettavana nikkeli-seoksmuovaajana ilmailualan Tier-1-toimittajille Saksassa, Ranskassa ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa.