פרויקט צורות מועתקות לתעופה עבור ספק רמה-1 בארצות הברית

סקירה של פרוייקט

מקרה זה מדגיש שיתוף פעולה אסטרטגי בתחום היציקה באווירונאוטיקה עם ספק אווירונאוטי מדרגה ראשונה מהולידות ארצות הברית, המתמחה במערכות דחיפה למטוסים מסחריים ולמטרות ביטחון. הפרויקט כלל את התכנון, את אישור החומר, ואת הייצור הסדרתי של דיסקיות טורבינה מسبائك טיטניום בעלות אמינות גבוהה — רכיבים מסתובבים קריטיים הפועלים תחת עומסים תרמיים ומיכניים קיצוניים. הפעילות, שנמשכה 18 חודשים, כללה שיתוף פעולה הנדסי, פיתוח תהליך עמיד בתקנים ASTM/AMS, וייצור מאושר לפי תקן AS9100 בשלושה משלחות ייצור הכוללות בסך הכל 472 יחידות מוצקות במדויק. התחום כלל אפשרות לעקוב אחר המוצרים לאורך כל שרשרת האספקה (מספר מנהלת חום, מזהה תבנית, רשומות בדיקות לא הרסניות), אימות ממדים בהתאם לתקן NAS970, ומסירת המוצר למתקנים הנשלטים על-פי חוק ITAR באוהיו וקליפורניה.

ניתוח האתגר

הלקוח נאלץ להתמודד עם לחץ הולך וגובר להנמיך את היכולת המרכזית ליצירת חלקי פלדה באזור מקומי, בעקבות אי-יציבות שרשרת האספקה והחומרה של דרישות המקורות של משרד ההגנה של ארצות הברית. הספק הזר הקיים שלו נאבק באחדות לא עקבית של זרימת הגרגרים, בפערים תת-שיטחיים מזדמנים שזוהו במהלך בדיקת אולטרסאונד (לפי תקן AMS 2631), ובאי-התאמה לסף הכימיה הנדרש של סגסוגת הטיטניום Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial) — במיוחד מבחינת רמות החמצן והברזל. בנוסף, זמני המנהלה עלו על 24 שבועות, מה שהטיל סיכון ללוחות הזמנים של montaj המנוע בתוכנית טורבו-מנוע דור הבא. הספק מהרמה הראשונה היה צריך באופן דחוף שותף מספק כושר ייצור מקומי, בעל ניסיון מוכח בתחום יציקת טיטניום ברמה אווירונאוטית, בקרת תהליכים מחמירה, ותגובה מהירה להוראות לשינוי הנדסי, מבלי לפגוע בשלמות האישורים.

הפתרון שהוצע

הנחנו תא ייצור מוקדש ליציקת חלקי חלל, שכולל מסכה הידראולית בקיבולת 5,000 טון, תנור חימום באטמוספרה וואקום ומערכות עקיבה תרמית בזמן אמת, המועדות בדיוק של ±1°צ. בעבודה צמודה עם צוות המתלורגיה של הלקוח, אופטמנו את סדרת היציקה הסגורה הרב־שלבית — כולל עיצוב גוף מקדים (preform), עיבוד נשלט של דפורמציה על־פי קצב מתח, ופרופילים מדורגים של הקירור באוויר לאחר היציקה — כדי להשיג מיקרו־מבנה אחיד מסוג equiaxed (דרגה 5–6 לפי ASTM E112) ולמנוע הפרעות בקווי הזרימה. כל הבליטים נרכשו ממלאי מפעלי פלדה בארצות הברית, אשר עבר אישור והתקיים בדרישות AMS 4911, כולל דוחות בדיקות מלאים מהמפעל ואימות באמצעות ניתוח ספקטרוסקופי (PMI). כל יציקה עברה סריקת אולטרסאונד אוטומטית ב-100% (לפי תקן AMS 2631, מחלקה A), בדיקת חדירה בצבע (AMS 2644) ואימות ממדים באמצעות מכונת מדידה תלת־ממדית (CMM) מול מודלים דיגיטליים של CAD, אשר נשלטים על־ידי דרישות הגאומטריה והתolerances (GD&T). יישמנו מערכת דיגיטלית לרישום партиות, המשולבת עם פלטפורמת MRP של הלקוח, מה שמאפשר עדכוני סטטוס בזמן אמת וגישה מיידית למסמכים הנדרשים בתהליך PPAP, כולל דוחות בדיקת פריט ראשון (FAI) ומחקרים על יכולת התהליך (Cpk ≥ 1.67 בכל הממדים המרכזיים).

תוצאות הפרויקט

הפרויקט השיג שיעור ייצור ראשוני של 99.4% על כל 472 הפעימות, ללא אי-התאמות בכלל ביחס לשלמות המטאלורגית או להתקיימות הממדית. זמן ההובלה הממוצע נחתך ל-11.2 שבועות — שיפור של 53% לעומת הביצועים הקודמים — מה שהאפשר לספקן הרמה הראשונה להאיץ את בניית מנועי האבטיפוס בשני רבעונים קלנדריים. תוצאות בדיקת האולטרסאונד הראו שיעור הופעות של פחות מ-0.1% מעל רמת הרגישות הסטנדרטית المرجعية, נמוך בהרבה מסף החוזה של 1.5%. חשוב ביותר, כל דיסקיות הטורבינה שנמסרו עברו בהצלחה את טיפול החום, העיבוד והבדיקה הסופית בסיבוב אצל הלקוח, ללא דחייה. ההצלחה הובילה להסכם מסגרת לשלוש שנים שמכסה חמישה רכיבים נוספים מחלקי סגסוגות עילית טיטניום וניקל, ומרחיבה את נוכחותנו בשוק התעופה האמריקאי.

משוב הלקוח וההשפעה האסטרטגית

„ההבנה העמוקה שלהם בפיזיקה של צידוד טיטניום — לא רק בתפעול הציוד — הייתה ההבדל,״ הצהיר מנהל היצור המתקדם של הספק. „הם התייחסו לאילוצי ההנדסה שלנו כאל קלט עיצוב בלתי ניתן לוויתור, ולא כמכשולים ייצור. שותפות זו חיזקה את עמידותנו כספק רמה-1 ותומכת בהתחייבותנו למעמד ספק מהימן של משרד ההגנה (DoD).״ פרויקט הצידוד האסטרונאוטי הזה מדגיש את היכולת שלנו לשרת ספקי אסטרונאוטיקה ברמה-1 דרמטיים עם רכיבים קריטיים למיסיה — תוך שילוב של קפדנות מתלורגית, משמעת רגולטורית וביצוע תגובתי בשוק האסטרונאוטי המאולץ מאוד של ארצות הברית.