Légiipari kovácsolási projekt az Egyesült Államokban működő első szintű beszállító számára

Projekt áttekintése

Ez az eset egy stratégiai űrkutatási kovácsolási együttműködést mutat be egy vezető, az Egyesült Államokban székhellyel rendelkező, kereskedelmi és hadászati repülőgépek hajtóműrendszereire specializálódott első szintű űrkutatási beszállítóval. A projekt magában foglalta a nagy integritású titánötvözetből készült turbinalemezek tervezését, anyagjóváhagyását és sorozatgyártását – ezek kritikus forgó alkatrészek, amelyek extrém hőmérsékleti és mechanikai terhelésnek vannak kitéve. A 18 hónapos kezdeményezés az mérnöki együttműködést, az ASTM/AMS-szabványoknak megfelelő folyamatfejlesztést és az AS9100 tanúsítással rendelkező gyártást foglalta magában három gyártási tételre bontva, összesen 472 darab pontossági kovácsolt egység gyártásával. A feladatkör teljes nyomon követhetőséget (hőkezelési tétel, sajtóazonosító, nem romboló vizsgálati jegyzőkönyvek), a NAS970 szabványnak megfelelő méretellenőrzést és a szállítást az ITAR szabályozás alá eső létesítményekbe, Ohio és Kalifornia államban, foglalta magában.

Kihívás elemzése

A vevő egyre növekvő nyomásnak volt kitéve a kritikus fontosságú kovácsolási kapacitás hazai elhelyezése érdekében a láncszakaszok instabilitása és az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma által előírt beszerzési követelmények szigorítása miatt. A megbízott külföldi szállító problémákat tapasztalt a szemcseáramlás egyenletességének hiányával, időnként ultrahangos vizsgálat során (az AMS 2631 szabvány szerint) észlelt felület alatti szakadásokkal, valamint a szükséges titánötvözet – Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial, azaz különösen alacsony intersticiális összetételű) – kémiai összetételére vonatkozó tűréshatárok be nem tartásával, különösen az oxigén- és vas-tartalom tekintetében. Emellett a szállítási határidők 24 hetet meghaladtak, ami veszélyeztette egy új generációs gázturbinás hajtómű programjának motorösszeszerelési ütemtervét. A Tier-1 szállítónak sürgősen szüksége volt egy hazai képességgel rendelkező partnerra, amely bizonyított szakértelemmel rendelkezik légi járműipari minőségű titán kovácsolásában, szigorú folyamatszabályozással és gyors reakcióképességgel mérnöki változási utasításokra anélkül, hogy kompromisszumot kötnének a tanúsítási integritással.

Megvalósított megoldás

Egy külön, űrkutatási alkalmazásokra szakosodott kovácsoló cellát telepítettünk, amely egy 5000 tonnás hidraulikus sajtóval, vákuumos atmoszférájú fűtőkemencékkel és ±1 °C pontosságra kalibrált, valós idejű hőmérséklet-profilozó rendszerekkel van felszerelve. A megrendelő anyagvizsgáló csapatával szoros együttműködésben optimalizáltuk a többfokozatú zárt-kovácsolási sorozatot – beleértve az előalakító formatervezést, a szabályozott alakváltozási sebességű deformációt és a kovácsolás utáni levegőn történő hűtési rámpaprofilokat – annak érdekében, hogy egyenletes, egyenlőoldalú mikroszerkezetet (ASTM E112 5–6. osztály) érjünk el, és megszüntessük az áramlási vonalak megszakadását. Az összes nyersdarabot az AMS 4911 előírásainak megfelelő, tanúsított amerikai gyári készletből szereztük be, teljes gyári vizsgálati jelentésekkel és PMI-ellenőrzéssel együtt. Minden kovácsolt darabot 100%-os automatizált ultrahangos vizsgálatnak (AMS 2631 A. osztály szerint), festékpontos vizsgálatnak (AMS 2644) és méretellenőrzésnek vetettünk alá CMM-eszközzel a GD&T-vel szabályozott CAD-modellek alapján. Bevezettünk egy digitális tételfeljegyzési rendszert, amely integrálva van a megrendelő MRP-platformjával, így valós idejű állapotfrissítéseket biztosítunk, és azonnali hozzáférést nyújtunk a PPAP-dokumentációhoz, beleértve a FAI-jelentéseket és a folyamatképességi tanulmányokat (Cpk ≥ 1,67 a kulcsfontosságú méretek tekintetében).

Projekt eredményei

A projekt 99,4%-os első átmeneti kibocsátási arányt ért el mind a 472 darab kovácsolt alkatrész esetében, és nem jelentkezett egyetlen, a fémkohászati integritással vagy méretbeli megfeleléssel kapcsolatos nem megfelelőség sem. Az átlagos előállítási idő 11,2 hétre csökkent – ez 53%-os javulást jelent az előző teljesítményhez képest –, így a Tier-1 beszállító képes volt két naptári negyedévvel gyorsabban elkészíteni a prototípus motorokat. Az ultrahangos vizsgálati eredmények szerint a referencia szintre vonatkozó érzékenység fölötti jelek aránya kevesebb, mint 0,1%, ami jól a szerződéses küszöbérték (1,5%) alatt van. Döntően fontos, hogy minden szállított turbinalemez sikeresen átvészelte a vevő utólagos hőkezelését, megmunkálását és végleges forgási próbáját kizárás nélkül. A siker eredményeként hároméves keretszerződést kötöttek öt további, titán- és nikkelalapú szuperszövetségekből készült alkatrészre, ezzel bővítve jelenlétünket az amerikai légiipari piacon.

Ügyfélvisszajelzés és stratégiai hatás

„A titán kovácsolás fizikai folyamataira vonatkozó mély megértésük — nem csupán a berendezések kezelésére vonatkozó ismeretük — tette ki a különbséget,” nyilatkozta a szállító cég Fejlett Gyártástechnológia Igazgatója. „Mérnöki korlátozásainkat nem gyártási akadálynak, hanem elhanyagolhatatlan tervezési bemeneteknek tekintették. Ez a partnerség megerősítette Tier-1 szintű rugalmasságunkat, és hozzájárul kötelezettségvállalásunkhoz a DoD Megbízható Szállítói státusz elérésére.” Ez az űrkutatási kovácsolási projekt alátámasztja képességünket arra, hogy igényes Tier-1 szintű űrkutatási szállítóknak szolgáltassunk küldetés-kritikus alkatrészeket — ötvöződve a fémkohászati szigorral, a szabályozási diszciplínával és a gyors reagáló képességgel a szigorúan szabályozott amerikai űrkutatási piacon.