Projeto de Forjamento Aeroespacial para Fornecedor de Primeiro Nível nos Estados Unidos

Visão Geral do Projeto

Este caso destaca um engajamento estratégico de forjamento aeroespacial com um importante fornecedor aeroespacial norte-americano de nível 1, especializado em sistemas de propulsão para aeronaves comerciais e de defesa. O projeto envolveu o projeto, a qualificação de materiais e a produção em série de discos de turbinas em liga de titânio de alta integridade — componentes rotativos críticos operando sob cargas térmicas e mecânicas extremas. Ao longo de 18 meses, a iniciativa abrangeu colaboração de engenharia, desenvolvimento de processos compatíveis com as normas ASTM/AMS e fabricação certificada conforme AS9100, distribuída por 3 lotes de produção, totalizando 472 unidades forjadas com precisão. O escopo incluiu rastreabilidade completa (lote de fusão, identificação da matriz, registros de ensaios não destrutivos), validação dimensional conforme NAS970 e entrega às instalações controladas pelo ITAR em Ohio e Califórnia.

Análise do Desafio

O cliente enfrentava uma pressão crescente para localizar capacidade crítica de forjamento, em meio à volatilidade da cadeia de suprimentos e ao endurecimento dos requisitos de aquisição do Departamento de Defesa dos EUA. Seu fornecedor offshore existente enfrentava dificuldades com a uniformidade inconsistente do fluxo de grãos, descontinuidades subsuperficiais ocasionais detectadas durante a inspeção por ultrassom (conforme AMS 2631) e não conformidade com as tolerâncias químicas exigidas para a liga de titânio Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial), especialmente quanto ao teor de oxigênio e ferro. Além disso, os prazos de entrega ultrapassavam 24 semanas, colocando em risco os cronogramas de montagem dos motores para um programa de motor turbofan de nova geração. O fornecedor de nível 1 necessitava urgentemente de um parceiro com capacidade doméstica, com experiência comprovada em forjamento de titânio para aplicações aeroespaciais, controle rigoroso de processos e capacidade de resposta rápida a ordens de alteração de engenharia, sem comprometer a integridade da certificação.

Solução Entregue

Implantamos uma célula dedicada de forjamento aeroespacial equipada com uma prensa hidráulica de 5.000 toneladas, fornos de aquecimento em atmosfera de vácuo e sistemas de perfil térmico em tempo real calibrados com precisão de ±1 °C. Em estreita colaboração com a equipe metalúrgica do cliente, otimizamos a sequência de forjamento em matriz fechada de múltiplos estágios — incluindo o projeto de pré-formas, a deformação com taxa de deformação controlada e os perfis de rampa de resfriamento ao ar pós-forjamento — para obter uma microestrutura equiaxial uniforme (ASTM E112, Grau 5–6) e eliminar interrupções nas linhas de fluxo. Todos os tarugos foram obtidos de laminados norte-americanos certificados, atendendo aos requisitos da norma AMS 4911, acompanhados de relatórios completos de ensaios de laminação e verificação por análise por espectrometria de emissão óptica (PMI). Cada peça forjada foi submetida a 100% de varredura ultrassônica automatizada (conforme AMS 2631, Classe A), inspeção por líquidos penetrantes (AMS 2644) e verificação dimensional por máquina de medição por coordenadas (CMM), comparando-se com modelos CAD controlados por GD&T. Implementamos um sistema digital de registro de lote integrado à plataforma MRP do cliente, permitindo atualizações de status em tempo real e acesso imediato à documentação PPAP, incluindo relatórios de inspeção inicial (FAI) e estudos de capacidade de processo (Cpk ≥ 1,67 em todas as dimensões críticas).

Resultados do Projeto

O projeto alcançou um rendimento de primeira passagem de 99,4% em todos os 472 forjados, com zero não conformidades relacionadas à integridade metalúrgica ou à conformidade dimensional. O tempo médio de entrega foi reduzido para 11,2 semanas — uma melhoria de 53% em relação ao desempenho anterior — permitindo que o fornecedor de primeiro nível acelerasse a construção de motores protótipos em dois trimestres civis. Os resultados da inspeção por ultrassom mostraram uma taxa de indicações inferior a 0,1% acima da sensibilidade padrão de referência, bem abaixo do limite contratual de 1,5%. Crucialmente, todos os discos de turbina entregues passaram com sucesso pelo tratamento térmico, usinagem e teste final de rotação realizados pelo cliente, sem rejeições. Esse sucesso resultou em um acordo-quadro de três anos abrangendo cinco componentes adicionais em titânio e superligas à base de níquel, ampliando nossa presença no mercado aeroespacial norte-americano.

Feedback do Cliente e Impacto Estratégico

‘O profundo conhecimento deles sobre a física da forjagem de titânio — e não apenas sobre a operação dos equipamentos — foi o fator decisivo’, afirmou o Diretor de Fabricação Avançada do fornecedor. ‘Eles trataram nossas restrições de engenharia como entradas de projeto inegociáveis, e não como obstáculos à produção. Essa parceria fortaleceu nossa resiliência como fornecedor Tier-1 e apoia nosso compromisso com o status de Fornecedor Confiável do Departamento de Defesa dos EUA (DoD).’ Este projeto aeroespacial de forjamento evidencia nossa capacidade de atender exigentes fornecedores aeroespaciais Tier-1 com componentes críticos para a missão — combinando rigor metalúrgico, disciplina regulatória e execução ágil no altamente regulamentado mercado aeroespacial norte-americano.