Projekt kovových výkovkov pre letecký priemysel pre dodávateľa prvej úrovne v USA

Prehľad projektu

Tento prípad zdôrazňuje strategické partnerstvo v oblasti leteckej kovovej výroby s vedúcim americkým dodávateľom komponentov prvej úrovne pre letecký priemysel, ktorý sa špecializuje na pohonné systémy pre komerčné a obranné lietadlá. Projekt zahŕňal návrh, kvalifikáciu materiálu a sériovú výrobu vysokokvalitných turbínových diskov z titanových zliatin – kritických rotujúcich komponentov, ktoré pracujú za extrémnych tepelných a mechanických zaťažení. Trvanie iniciatívy bolo 18 mesiacov a zahŕňalo inžiniersku spoluprácu, vývoj výrobného procesu v súlade so štandardmi ASTM/AMS a certifikovanú výrobu podľa normy AS9100 v rámci troch výrobných dávok, ktoré spolu tvorili 472 presne kovaných jednotiek. Rozsah práce zahŕňal úplnú sledovateľnosť (číslo tavby, identifikácia kovovej formy, záznamy z nedestruktívnej skúšky), overenie rozmerov v súlade so štandardom NAS970 a dodávku do zariadení regulovaných predpisom ITAR v Ohio a Kalifornii.

Analýza výzvy

Zákazník čelil stúpajúcemu tlaku na lokalizáciu kľúčových výrobných kapacít pre kovové výkovky vzhľadom na nestabilitu dodávateľských reťazcov a prísnejšie požiadavky Úradu pre obranné zásoby USA (U.S. Department of Defense) týkajúce sa zdrojov materiálov. Ich súčasný zahraničný dodávateľ mal problémy s nejednotnou orientáciou zrnitosti, občasnými podpovrchovými nesúvislosťami zistenými počas ultrazvukovej kontroly (podľa normy AMS 2631) a nedodržiavaním požadovaných chemických tolerancií titanovej zliatiny Ti-6Al-4V ELI (Extra Low Interstitial), najmä čo sa týka obsahu kyslíka a železa. Okrem toho sa dodacia lehota predlžila na viac ako 24 týždňov, čo ohrozovalo harmonogram montáže motorov pre program turboventilátorov novej generácie. Dodávateľ prvej úrovne (Tier-1) naliezavo potreboval partnera schopného výroby v rámci USA s overenou odbornosťou v oblasti kovových výkovkov z titanu pre letecký priemysel, prísneho procesného riadenia a rýchlej reakcie na technické zmenové príkazy bez kompromitovania integrity certifikácie.

Poskytnuté riešenie

Nainštalovali sme vyhradenú výkujňu pre letecký priemysel vybavenú hydraulickým lisom s úžitkovou silou 5 000 ton, pecami na tepelné spracovanie v vakuumovej atmosfére a systémami pre reálne sledovanie teplotných profilov kalibrovanými s presnosťou ±1 °C. V úzkej spolupráci s metalurgickým tímov zákazníka sme optimalizovali viacstupňový proces uzavretej kovania – vrátane návrhu predkovaných polotovarov, deformácie s riadenou rýchlosťou deformácie a teplotných profilov chladenia vzduchom po kovaní – za účelom dosiahnutia rovnomerného ekviaxného mikroštruktúrneho zrná (ASTM E112 trieda 5–6) a eliminácie prerušení tokových čiar. Všetky polotovary boli dodané z certifikovaných amerických hutí, ktoré splňujú požiadavky normy AMS 4911, vrátane úplných testovacích správ hutí a overenia materiálu metódou PMI. Každý kovaný diel bol podrobený 100 % automatickému ultrazvukovému skenovaniu (podľa normy AMS 2631, trieda A), kontrolám penetráciou farbivom (AMS 2644) a rozmerovej kontrole pomocou súradnicovej meracej strojnice (CMM) vzhľadom na CAD modely s geometrickými a tolerančnými špecifikáciami (GD&T). Zavedli sme digitálny systém záznamu dávkov, ktorý je integrovaný do MRP platformy zákazníka, čo umožňuje aktualizácie stavu v reálnom čase a okamžitý prístup k dokumentácii PPAP, vrátane správ o prvotnej inšpekčnej skúške (FAI) a štúdií schopnosti procesu (Cpk ≥ 1,67 pre kľúčové rozmery).

Výsledky projektu

Projekt dosiahol výťažnosť pri prvej kontrole 99,4 % pre všetkých 472 kovových výkovkov, pričom nedošlo k žiadnym nezhodám týkajúcim sa kovovej integrity alebo dodržania rozmerov. Priemerná doba dodania sa skrátila na 11,2 týždňa – čo predstavuje zlepšenie o 53 % oproti predchádzajúcim výsledkom – a umožnilo to dodávateľovi úrovne 1 urýchliť výrobu prototypov motorov o dva kalendárne štvrťroky. Výsledky ultrazvukovej kontrolu ukázali mieru indikácií vyššiu ako referenčná citlivosť len pod 0,1 %, čo je výrazne nižšie ako zmluvný limit 1,5 %. Najdôležitejšie je, že všetky dodané turbínové kotúče úspešne absolvovali následné tepelné spracovanie, obrábanie a konečné testy rotácie u zákazníka bez odmietnutia. Tento úspech viedol k uzatvoreniu trojročnej rámcovej zmluvy na ďalších päť komponentov z titánových a niklových superzliatin, čím sa rozšíril náš podiel na trhu s leteckou technikou v USA.

Spätná väzba od zákazníka a strategický dopad

„Ich hlboké pochopenie fyziky tvárnenia titánu — nie len prevádzky zariadení — rozhodlo o výsledku,“ uviedol riaditeľ pokročilého výrobného oddelenia dodávateľa. „Našich technických obmedzení sa dotknuli ako na nevyhnutných vstupov do návrhu, nie ako na prekážky výroby. Toto partnerstvo posilnilo našu odolnosť ako dodávateľa úrovne Tier-1 a podporuje našu záväzok voči statusu dôveryhodného dodávateľa pre Ministerstvo obrany USA (DoD).“ Tento letecký projekt tvárnenia zdôrazňuje našu schopnosť slúžiť náročným dodávateľom úrovne Tier-1 v leteckom priemysle s komponentmi kritickými pre splnenie misií — čo predstavuje kombináciu metalurgickej prísnosti, regulatívnej disciplíny a reaktívneho vykonávania v prísne regulovanom americkom leteckom trhu.