Explore a STELIA Aerospace: A Principal Fábrica de Aerestruturas da França em Méaulte

Com 7.000 funcionários em todo o mundo e receitas de €2,2 bilhões em 2018, a STELIA Aerospace (Toulouse, França) declara claramente seus principais produtos e posição no setor: Nº 1 na Europa / Nº 3 no mundo em aerestruturas, Nº 1 mundial em assentos de piloto e tripulação e Nº 3 mundial em assentos de primeira classe e classe executiva.

O uso de compósitos pela STELIA Aerospace estende-se a seções de fuselagem dianteira do Airbus A350, asas para aeronaves turboélice ATR, várias estruturas de helicópteros e em alguns produtos de assentos, incluindo o mais novo assento OPAL. As instalações de produção de compósitos incluem os locais franceses de Méaulte (grandes seções de fuselagem) e Salaunes (peças de compósitos menores), peças detalhadas e montagem em Marrocos e Tunísia, e uma ampla gama de peças de compósitos para aeronaves, defesa e espaço no antigo local da Composites Atlantic em Lunenburg, Nova Escócia, Canadá.

A STELIA Aerospace foi formada através da fusão em 2015 de duas subsidiárias anteriores da Airbus — Aerolia e Sogerma. Seu local em Méaulte — a 1,5 hora de carro ao norte de Paris — cobre 49 hectares com 150.000 metros quadrados de espaço de produção, 1.500 funcionários e 500 subcontratados, sendo uma parte fundamental da cadeia de suprimentos da Airbus. Sua localização em cidade pequena esconde uma potência de produção, "entregando 860 seções de fuselagem dianteira para A320, A330, A350, A380 e A400M em 2018", diz Francois Fournier, gerente de comunicações da STELIA Méaulte. Ele é meu guia pela "Fábrica do Futuro" de produção de fuselagem dianteira do A350 no local e pela instalação de P&D STELIALAB, acompanhado por Olivier Canal, chefe de manufatura, montagem e automação, compósitos e fábrica digital da STELIA Aerospace Méaulte, e Simon Maire-Vigeur, chefe de manufatura de compósitos de P&D do STELIALAB.

"Fábrica do Futuro"

Durante uma apresentação introdutória no edifício da sede do local, Fournier explica que a STELIA Aerospace investiu em tecnologias futuras, como manufatura digital e automação, incluindo realidade aumentada/realidade virtual usadas para aumentar a eficiência na produção e robôs/cobots para montagem mais eficiente.

"O futuro são compósitos e estruturas metálicas", observa Canal. "Estamos tentando definir soluções futuras não para substituir nossos trabalhadores, mas para torná-los mais eficientes."

Essa busca por eficiência é talvez melhor exemplificada pela iniciativa "Fábrica do Futuro" iniciada há cinco anos para atender aos aumentos de produção do A320 e A350. "Adotamos uma nova estratégia industrial para este local", recorda Canal, que foi gerente de projeto da iniciativa. "Queríamos a capacidade de atender a taxas de produção variáveis e desenvolvemos ferramentas flexíveis que poderíamos reaproveitar de um programa para outro."

Outro resultado dessa reformulação foi dedicar edifícios a programas específicos. "Cada um teria uma linha e uma equipe", diz Canal, "e seria projetado com uma abordagem de manufatura enxuta que se concentra em eliminar desperdícios em mão de obra, movimento, materiais e processo." A STELIA Aerospace também redesenhou a linha do A320, obtendo um aumento de 10-20% na produtividade, "o que é, na verdade, uma melhoria significativa", diz Canal. "Conseguimos isso em 2,5 anos, alterando mais de 50% da área de manufatura deste local, mantendo a produção e 100% de entrega no prazo sem perda de qualidade." Esse sucesso é creditado ao apoio da alta gestão, "mas também trabalhamos duro para que os trabalhadores tivessem senso de propriedade", observa ele.

Canal explica que o projeto do edifício de produção do A350 de 30.000 metros quadrados foi ditado pelo fluxo, exemplificado em seu formato em U, com matérias-primas entrando em uma extremidade e seções de fuselagem finalizadas saindo pela outra. "Tudo para nossa produção de estruturas do A350 está neste edifício, desde o layup inicial até a montagem final. Isso é importante, por exemplo, permitindo que quaisquer problemas de qualidade sejam identificados e resolvidos rápida e facilmente", diz ele.

Para o A350, a STELIA Aerospace produz a seção 11 da fuselagem dianteira, que é toda em metal para melhor resistir a danos por colisão com aves, bem como a complexa montagem híbrida metal/compósito para a seção 12 e a unidade inferior das seções 11/12, que inclui a baia do trem de pouso dianteiro. Fournier mostra o vídeo da "Fábrica do Futuro" da STELIA Aerospace, apontando a linha pulsada, como a usada na montagem automotiva. "Montamos uma linha de demonstração para permitir que os trabalhadores treinem e desmistifiquem esta linha móvel, que funciona em um tempo de takt específico para atender à produção em plena taxa", diz Canal.

Outro aspecto foi a tecnologia digital. "Soluções digitais nos permitiram colocar todos os esquemas técnicos e passos em um tablet e garantir acesso ao mais recente mockup 3D para cada seção", diz Canal. Os trabalhadores são assim mantidos informados sobre detalhes e mudanças cruciais, enquanto os gestores são facilmente notificados sobre potenciais problemas. "Também desenvolvemos realidade aumentada para auxiliar a montagem, por exemplo, projeção nas carcaças da fuselagem mostrando quais peças e onde os fixadores devem ser feitos", observa Canal. Ele acrescenta que cobots de inspeção são usados para completar escaneamentos 3D de seções finalizadas, que são então comparados ao mockup digital, identificando quaisquer objetos estranhos ou peças faltantes, problemas de qualidade, etc.

Nosso tour começou na sala limpa do edifício de produção do A350, onde máquinas de colocação automática de fibras (AFP) da Coriolis (Quimper, França) depositam grandes carcaças de fuselagem em polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP) para a unidade inferior das seções 11/12, e as carcaças da coroa e dos dois lados para a seção 12. Essas carcaças são então unidas a longarinas pré-fabricadas, embaladas a vácuo e curadas em autoclave. Após a cura, são aparadas e carregadas em ferramentas de manuseio que permitem fácil transporte por todas as etapas de montagem, que incluem furação robótica e instalação de fixadores. Cada painel é inspecionado usando testes não destrutivos (TND) automatizados. Montagens finalizadas são entregues à linha de montagem de fuselagem da Airbus em Saint-Nazaire, França.

STELIALAB

A próxima parada é o centro de P&D STELIALAB de 2.000 metros quadrados, que ocupa a metade esquerda do IndustriLAB, uma instalação regional de tecnologia e treinamento localizada logo ao sul do complexo fechado da STELIA. As atividades do STELIALAB são dedicadas a compósitos, montagem e tecnologias digitais.

O tour aqui começa novamente na salle blanche (sala limpa), uma sala bastante grande e aberta com suprimentos de embalagem a vácuo e ferramentas de layup. Simon Maire-Vigueur explica que a missão do grupo é identificar o futuro para produção de baixo custo e alto volume para peças principalmente grandes e complexas. A industrialização de compósitos termofixos inclui processos de AFP de alta velocidade e infusão de resina líquida (LRI), incluindo moldagem por transferência de resina (RTM), para grandes estruturas de caixa fechada, como componentes de asa, planos de cauda horizontais e verticais.

Saindo da sala limpa, entramos na sala de AFP ocupada por uma máquina Coriolis que pode depositar peças de até 4 metros de comprimento. Dedicada para P&D, Maire-Vigueur observa que ela é ocupada por mais de 200 dias por ano. O STELIALAB desenvolveu um processo para integrar enrijecedores e peles criados por AFP que são curados fora do autoclave (OOA) usando forno ou ferramentas autoaquecidas. "Preferimos LRI com menor pressão de injeção porque podemos usar ferramentas mais baratas", diz Maire-Vigueur.

Roteiro de TPC

Esta máquina de AFP também foi usada para depositar a pele do demonstrador de fuselagem/cauda de helicóptero totalmente em compósito termoplástico (TPC) como parte do programa de desenvolvimento ARCHES TP. Exibido no Paris Air Show 2017 e também no JEC World em 2018 e 2019, foi feito usando 8 fitas de fibra de carbono/polietetercetonecetona (PEKK) de 0,25 polegadas de largura com aquecimento a laser. "Integramos a proteção contra raios com o AFP durante o layup", observa Maire-Vigueur. "A pele foi curada OOA usando filme de embalagem Kapton, que na verdade não é muito conveniente." Longarinas em formato Omega foram feitas a partir de painéis planos de fita unidirecional comprados que foram conformados por estampagem pela Aviacomp (Toulouse, França). O mesmo processo foi usado para os quadros, mas usando placas feitas de material tecido fornecido pela Porcher (Badinières, França) e estampadas no Cetim (Nantes, França). Embora os quadros tenham sido fixados mecanicamente de forma padrão, as longarinas foram unidas usando soldagem por indução dinâmica automatizada. "Isso permite menor custo e novas possibilidades de design", observa Maire-Vigueur. "Também demonstramos sobremoldagem para pontos de fixação, como para chicotes elétricos."

Quando perguntado sobre os desafios do programa, Maire-Vigueur cita os layups, a soldagem e o cronograma de 15 meses. "Até mesmo alcançar a estampagem sem muita distorção no material tecido não foi fácil", ele adiciona. Embora o design da cauda tenha sido completado pelo escritório de design da STELIA Aerospace em Toulouse, toda a produção foi supervisionada pelo STELIALAB. No entanto, ARCHES TP foi apenas um passo no roteiro de compósitos termoplásticos da STELIA Aerospace. A empresa continua a desenvolver tecnologias TPC para demonstrar a viabilidade de uma fuselagem TPC em escala real nos próximos anos.

Reimaginando futuras aerestruturas

Saindo da sala de AFP, o tour prossegue por um salão muito grande e aberto, seccionado em "células de desenvolvimento" seguras por paredes temporárias para proteger a propriedade intelectual. Atravessando o salão e virando à esquerda, chegamos a uma área com um pequeno autoclave Scholz (Coesfeld, Alemanha) capaz de 450°C, e uma máquina de injeção para infusão de resina. "Como nosso roteiro é curar OOA, na verdade usamos o autoclave como um forno, curando compósitos termoplásticos sem pressão", explica Maire-Vigueur. Há uma sala de aparas com cortina e uma área ao lado com equipamentos de TND, incluindo um pequeno sistema C-scan.

Viramos novamente e entramos em um grande laboratório de testes. "Podemos estudar seções transversais polidas para controle de qualidade e investigações de materiais e processos", diz Maire-Vigueur. O laboratório também possui um braço Romer (Hexagon Manufacturing Intelligence, Shropshire, Reino Unido) para medição de coordenadas, e equipamentos para razão de volume de fibra, dureza e testes químicos. "Todos os engenheiros da nossa equipe de P&D são capazes de fazer seu próprio controle de materiais e processos", observa Maire-Vigueur. "Nós os treinamos para serem capazes de operar desde o design até a manufatura, inspeção e teste de peças finais. Isso é importante para entender todo o processo e permite avaliação rápida de problemas suspeitos e suas causas. O design não é separado da manufatura e testes de qualidade."

A parada final é um grande laboratório de automação dentro de uma das áreas isoladas. Um breve olhar lá dentro mostra trabalho explorando nova montagem usando robôs e cobots. "Estamos olhando para maior desenvolvimento de ferramentas menores e mais funcionais e tentando imaginar como você poderia juntar peças mais rápido e com menor custo", diz Canal. "Nossa cultura é a de ultrapassar limites e abrir novos caminhos. Fomos líderes na implementação de robótica e agora somos líderes em impulsionar a tecnologia de compósitos. Demonstramos nossa capacidade de repensar e reimaginar o futuro e nunca pararemos."

A Próxima Geração de Manufatura Aeroespacial

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