Kanfit Ltd.: Pioneira em Manufatura Aeroespacial dos Céus de Israel ao Solo

O espírito empreendedor está vivo e bem em Israel. Um caso em ponto é a Kanfit Ltd. (Migdal HaEmek, Israel), perto da cidade de Nazaré. Fundada em 1986 como oficina de ferramentas compósitas por Shai Fine, engenheiro aeronáutico com vasta experiência construindo jatos militares, a Kanfit, hoje, é principalmente uma instalação build-to-print, com algum trabalho build-to-spec. Fabrica peças compósitas e metálicas para o que Shachar Fine, filho de Shai Fine e VP executivo de desenvolvimento de negócios, marketing e vendas da Kanfit, chama de montagens "fit-and-fly". Seus focos de negócios incluem a indústria aeroespacial, claro — militar, comercial e aviação geral — mas também dispositivos médicos, energia eólica, corridas e aplicações de defesa terrestre.

 

Fazendo tudo com os melhores e mais brilhantes

"Somos uma loja única", diz Fine, "e um subcontratante de zero manutenção." Com isso, ele quer dizer que a empresa tem capacidade para fazer ferramentas, realizar prototipagem, fazer inspeção de primeiro artigo e, finalmente, produção em série. Tecnologia de produção de peças compósitas inclui RTM, infusão, laminação manual de pré-impregnado, laminação úmida e autoclave. Exemplos de peças variam desde estrutura de cockpit e fuselagem e dispositivos médicos únicos até magazines de chaff e flare (mais sobre estes abaixo) e ferramentas inovadoras para prototipagem.

Certificações incluem AS9100D e Nadcap. Diz Fine: "A Kanfit é a única empresa em Israel a possuir certificação Nadcap para processamento RTM." Está em sua localização atual há quatro anos, em um prédio de 3.200 m² que dobrou seu espaço anterior, com operações de peças metálicas no térreo e processamento de compósitos no andar superior. Toda capacidade de laboratório, que é extensa, é interna, por vantagem de custo e prazo.

Mas Shachar Fine diz à CW: "Nossa razão de ser é trazer empregos de qualidade para o norte de Israel." Entre os 188 funcionários da Kanfit estão israelenses nativos e imigrantes de todo o mundo, incluindo Alemanha, Etiópia, EUA e ex-satélites da União Soviética: "A Kanfit é um microcosmo da nação startup", explica Fine. "Acreditamos que temos os melhores e mais brilhantes engenheiros aqui em Israel. Isso, combinado com o chutzpah de nossa nação, é chave para nosso sucesso neste ambiente de negócios competitivo."

A Kanfit também trabalha com o Technion — Instituto de Tecnologia de Israel — fornecendo empregos e estágios para estudantes aprenderem sobre ferramentas, design e materiais compósitos. Uma área em que a Kanfit apoia a escola é Formula SAE: "Ajudamos a projetar ferramentas e peças, como fairings ou assentos de piloto, quando estão em nossa instalação. Insistimos que façam peças com as próprias mãos, porque acreditamos que isso permite que engenheiros projetem uma peça melhor. No CATIA, você pode projetar tudo, mas na produção, descobre que não pode fazer a peça." A Kanfit também apoia fortemente trabalhadores com deficiência, diz Fine, e tem programas ambientais em vigor.

A força de trabalho diversa da Kanfit faz uma mistura igualmente diversa de peças compósitas e metálicas. Para clientes aeroespaciais, estas incluem fairings de ponta de asa, fairings asa-fuselagem, fairings asa-barriga, portas de trem de pouso principal e radomes para projetos de jato executivo, militar e defesa. Algumas destas peças são com núcleo de favo de mel, e Fine diz que mais de 10.000 números de peça foram produzidos para esses programas.

A Kanfit é fornecedora Tier 2 (ou inferior) para o 787 da The Boeing Co. (Chicago, IL, EUA); A380 da Airbus (Toulouse, França); ERJ e E2 da Embraer (São Paulo, Brasil); CSeries, CRJ, série Global e Challenger da Bombardier (Montreal, Canadá); e Bell Helicopter Textron (Ft. Worth, TX, EUA). Outros clientes incluem Senior Aerospace UK (Rickmansworth, Hertfordshire, Reino Unido), Elbit Systems (Haifa, Israel), Zodiac Innovative Power Solutions (Eatontown, NJ, EUA), Plasan (Sasa, Israel), Israel Aerospace Industries (IAI, Lod, Israel), Rafael (Haifa, Israel), BAE Systems ROKAR (Jerusalém, Israel), BIRD Aerosystems (Herzliya, Israel) e ORBIT Communication Systems (Netanya, Israel). A Kanfit também é fornecedora para a Força Aérea Israelense (IAF) e Ministério da Defesa de Israel.

Além disso, a Kanfit fornece vários grandes programas de veículos aéreos não tripulados (VANTs) proprietários e, desde 2013, fornece peças para a indústria espacial israelense, incluindo uma antena de prato implantável para satélite. E montou numerosos dispositivos médicos para vários clientes.

A Kanfit está envolvida em considerável atividade de pesquisa e desenvolvimento também e recebeu, em maio de 2018, uma máquina de colocação automatizada de fibra (AFP) da Ingersoll Machine Tool (Rockford, IL, EUA) com cabeça montada em braço robótico. Fine diz que a máquina foi comprada para prototipagem de peças altamente complexas: "A Kanfit será a localização do Centro Nacional de Conhecimento de AFP de Israel para processamento automatizado de compósitos." Ele cita, como exemplo, um quadro estrutural de uma peça (mais sobre isso abaixo) consistindo de fibra de carbono seca colocada automaticamente sobre núcleo de espuma, que é então processado via RTM. Os quadros são protótipos para quadros de antepara de aeronaves comerciais.

Outro projeto de P&D envolve um programa europeu chamado EC Horizon 2020, e dentro dele, um consórcio chamado Hyperdiamond, que está desenvolvendo um novo método de detecção de câncer, usando nano-diamantes. A tecnologia emprega ímãs muito poderosos, e os ímãs devem ser mantidos, ou restringidos, dentro de dispositivos de compósito fortes porém leves: "Compósitos foram o habilitador para este projeto", diz Fine.

Um reino adicional que a Kanfit entrou é impressão 3D, mas atualmente todo este trabalho é feito usando pós metálicos, principalmente titânio. A empresa emprega uma máquina EOS (Krailling, Alemanha), mas Fine diz que a Kanfit está trabalhando em integrar metais com materiais compósitos daqui para frente.

Crescimento orgânico, ferramentas digitais

A visita da CW começa no escritório de controle de qualidade da Kanfit, onde uma máquina Instron (Norwood, MA, EUA) é usada para testes de cupom. Fine aponta uma pequena máquina CNC onde cupons de teste são cortados: "Fazemos cupons de teste com cada peça ensacada a vácuo para testes destrutivos." Fine nota que a Kanfit usa um aplicativo de inteligência artificial chamado OKAPI (desenvolvido em Israel) para monitorar indicadores-chave de desempenho (KPI), para ajudar a otimizar fluxo de trabalho e torná-lo mais eficiente. Ao longo de um corredor, gráficos são exibidos onde dados de KPI dos funcionários estão em exibição, o que fomenta competição amigável.

Fine também dá à CW uma rápida olhada em uma sala cheia de milhares de tipos e tamanhos diferentes de fixadores. O "cara dos fixadores" é responsável por preparar kits de fixadores de montagem, just-in-time (JIT) para peças conforme saem da produção. Ao longo do mesmo corredor, vemos duas salas limpas de compósitos, uma para peças reforçadas com fibra de carbono e outra para peças reforçadas com fibra de vidro. Códigos de barras são verificados ao longo de toda a rota de produção para documentar o progresso de cada peça.

Uma nova máquina CNC, recentemente comprada para peças compósitas, é usada, por exemplo, para aparar os "magazines" de chaff-e-flare, ou recipientes multi-cavidade retangulares que são componentes-chave do sistema de proteção de jato comercial C-MUSIC. (Ver visita à planta Elbit da CW para descrição completa do sistema.) Protege a aeronave contra mísseis disparados do ombro; chaff é uma coleção de pequenos pedaços de filme plástico revestido de alumínio que confunde radar refletindo sinais de rádio; flares são basicamente pequenos fogos de artifício que geram assinaturas infravermelhas que confundem o dispositivo de homing infravermelho). De acordo com feedback recebido da IAF, o chaff e flares da Kanfit superaram os fabricados por outras empresas. A Kanfit supostamente fabricou mais de 8.000 magazines de chaff-e-flare para uso por forças aéreas ao redor do mundo, sem uma única falha de implantação relatada causada por defeito de fabricação.

A máquina de acabamento CNC ajudou a atingir essa meta, diz Fine: "Entendemos que, para realizar nosso objetivo de nos tornarmos o 'fornecedor de escolha' para o mercado aeroespacial internacional, precisamos de uma vantagem sobre nossa competição e devemos fornecer valor agregado para nossos clientes. Continuaremos a internalizar novos processos tecnológicos necessários para produção em volume significativo."

Fine então pausa antes de uma exposição de peças compósitas no segundo andar, principalmente para projetos médicos, incluindo peças de exoesqueleto compósito e sondas retais para câncer de próstata (compósitos permitem peça mais fina). Também em exibição está uma asa para bomba planar. Fine diz que a asa é feita com mais de 100 camadas de fibra de carbono, que, embora aparentemente excessivo, é necessário para atender requisitos de rigidez: "Fabricamos a asa usando RTM e alcançamos 60% de volume de fibra."

Outra peça em exibição foi produzida para uso em cirurgias cardíacas e consiste em uma forma de donut de vidro/epóxi RTM preenchida com bobinas de cobre alinhadas no mesmo plano. O dispositivo teve que ser produzido com tolerâncias extremamente apertadas (±0,01 mm). Diz Fine: "Podemos alcançar precisão dimensional em nossos processos RTM de ±5 mícrons. Achamos que é uma tecnologia subutilizada na indústria aeroespacial de compósitos."

A Kanfit favorece RTM porque o uso de têxteis secos e resinas injetadas em vez de pré-impregnados reduz custos de material da Kanfit e o processo produz peças curadas com teor de vazios aceitável muito mais rápido. Fine adiciona: "Peças autoclavadas são superdimensionadas na minha opinião — por exemplo, fairings que suportam pouca carga. Movemos peças de autoclave para RTM, que vemos basicamente como 'autoclave para os pobres'. Oferece tanta flexibilidade, porque o tempo de ciclo depende do cliente e da taxa de produção necessária. Você pode usar calor e ciclo rápido ou cura em temperatura ambiente, o que for necessário para fazer o caso de negócio."

Gerenciamento de carga de trabalho baseado em IA

Fine aponta outro economizador de tempo. O chão de fábrica pode lidar com cerca de 4.000 ordens de trabalho em qualquer momento. Para ajudar a gerenciar essa carga, cada ordem de trabalho, ou traveler, tem anexado um sensor Bluetooth que se conecta a um sistema de software de inteligência artificial desenvolvido pela Trekeye (Tel Aviv, Israel). Um sistema de sensoriamento rastreia todos os sensores, e os sensores emitem alertas se o traveler estiver no lugar errado ou tiver sido extraviado. "Não podíamos usar tags RFID", diz Fine, "porque há muito metal no prédio. Este sistema realmente otimizou todo nosso processo de produção."

Em seguida, a CW visita o laboratório de testes físicos de peças finalizadas. Os técnicos no laboratório apontam que cada peça compósita autoclavada passa por inspeção e testes não destrutivos. Fine conduz adiante, através da área de metrologia para a área de inspeção final, onde peças passam por testes ultrassônicos; duas máquinas A-scan Olympus (Waltham, MA, EUA) são usadas para ensaios não destrutivos (END), junto com um FaroArm da Faro Technologies (Lake Mary, FL, EUA) e um scanner a laser da Creaform Inc. (Levis, QC, Canadá). Fine aponta que as capacidades de laboratório da Kanfit incluem testes de propriedades físicas (fração de volume de fibra, teor de vazios, teor de resina, densidade), testes de propriedades mecânicas (resistência ao cisalhamento de viga curta, descascamento de tambor de escalada, resistência à compressão, resistência à tração), e testes adicionais incluindo plano, cisalhamento de sobreposição e flexão de 4 pontos.

Próximo na visita é a área de usinagem, onde vários centros de usinagem Haas (Oxnard, CA, EUA) VF 4SS estão instalados. Outro roteador CNC de alta velocidade, que corta uma variedade de materiais em forma de chapa, estava em operação, cortando espuma ROHACELL fornecida pela Evonik (Marl, Alemanha). Quarenta números de peça podem ser aninhados durante um ciclo de corte, aponta Fine. Uma área de lixamento e cabine de pintura estão localizadas aqui também, junto com uma área de processamento químico para tratamento alodine de alumínio (inibidor de corrosão). Toda água usada nas etapas de metalurgia é coletada e reciclada.

Em seguida, a visita move para o prédio de autoclave mais novo, uma estrutura anexa de 850 m² que, Fine aponta, é um prédio totalmente "verde". Ou seja, usa sistemas passivos para aquecimento e resfriamento, sem ar condicionado necessário. Construído há 3 anos, abriga o autoclave ASC Process Systems (Valencia, CA, EUA) de 5,5 por 2,1 m na foto na p. 28. Uma parede inteira de fotos no prédio documenta o processo cheio de atrasos e prolongado necessário para colocar o autoclave no país e no lugar no prédio: "Quando a greve de mão de obra do Porto de LA começou em 2014", Fine recorda, "o autoclave estava no cais aguardando carregamento e envio para Israel. Conseguimos descobrir como transportar o autoclave por caminhão para o Porto de Houston [TX, EUA] e colocá-lo a bordo de um segundo navio de carga." Fine diz que a empresa está pronta para comprar um segundo autoclave em breve, porque o primeiro já opera quase em capacidade total.

Aqui, em outra sala limpa, classificada ISO Classe 7, com pressão positiva, um cortador plano automatizado Eastman Machine Co. (Buffalo, NY, EUA) corta camadas e kits de material armazenado no freezer próximo. A Kanfit usa software de encaixe da Plataine (Waltham, MA, EUA e Tel Aviv, Israel) para corte. Projetores a laser Aligned Vision (Chelmsford, MA, EUA) montados no teto auxiliam tarefas de kitagem e laminação. Próximo, uma nova máquina CNC 5 eixos Belotti SpA (Suiso, Itália) é usada para acabamento, furação e usinagem, tanto para ferramentas quanto para peças compósitas. O envelope de trabalho x/y/z é 5 por 2 por 1,6 m. A área de preparação de ferramentas é adjacente ao autoclave ASC.

Expansão contínua

A visita retorna ao lobby do prédio, onde centenas de peças estão em exibição. "Estruturas híbridas são o futuro dos compósitos", afirma Fine, notando que compósitos combinados com metais, por exemplo, na complexa estrutura de convés de voo de jato executivo da empresa, permitem grandes montagens drop-in complexas. O negócio da Kanfit, ele adiciona, é 40% compósitos e 60% metais, com o lado de compósitos crescendo mais rápido que metais a uma taxa de 10% CAGR. Áreas de crescimento da Kanfit são aeroespacial, defesa e médico, especialmente estruturas de aplicação eletromagnética (radomes e peças médicas).

Notável entre as outras peças em exibição está um tubo de tomografia computadorizada de compósito de carbono de design patenteado, que Fine diz conter "muitos segredos comerciais." Um radome de quartzo/epóxi, feito com favo de mel ox-core, foi desenvolvido para um cliente militar proprietário. Também em exibição: uma antena VOR (sinais de rádio na faixa de 108-117,95 MHz) compósita para cliente comercial; Fine diz que as partes metálicas da antena podem ser facilmente embutidas no laminado compósito. "Fomos capazes de oferecer ao cliente desempenho de antena melhorado a 40% menor custo que o design original centrado em metal, no mesmo peso", ele adiciona. Esta antena foi exibida na recente conferência AeroDef da Society of Manufacturing Engineers (SME) em Long Beach, CA, EUA.

Conclui Fine: "Estamos crescendo ..., e estamos ativamente buscando novas tecnologias. Por exemplo, com o novo AFP robótico Ingersoll, podemos trocar a cabeça e depositar material termoplástico, e voltar para termofixo. Pretendemos continuar expandindo e construiremos outro prédio nos próximos três anos."