Atendendo à grande necessidade de automação de compósitos

A indústria aeroespacial está se preparando para uma conjunção massiva de necessidade de capacidade industrial para produzir peças em um futuro próximo. Pré-COVID, Boeing e Airbus estimavam que 40.000 aeronaves comerciais serão necessárias nos próximos 20 anos (em comparação com cerca de 25.000 em serviço hoje). Os militares dos EUA também estão pesquisando conceitos de enxames de aeronaves não tripuladas com vida útil limitada e custo muito baixo. Finalmente, os primeiros táxis aéreos estão projetados para entrar em serviço em 2023. Todos esses conceitos exigirão o uso significativo de compósitos para atender aos requisitos de alcance e velocidade, o que sobrecarregará a base industrial de hoje.

Hoje, a base industrial de compósitos é baseada em máquinas de laminação manual ou de laminação automatizada atuais que têm apenas 20-50 por cento de utilização da máquina. Também é ainda mais analógico do que digital. As empresas estão se interessando pelo digital para resolver pontos problemáticos específicos, como rastreamento de ativos, mas poucos fabricantes têm um verdadeiro ambiente da Indústria 4.0 em toda a empresa.

Uma mudança de estado deve acontecer para que a indústria aeroespacial alcance as taxas de produção das futuras aeronaves. Primeiro, a automação de compósitos deve ser um componente importante para permitir a próxima onda de produção. Feito corretamente, a automação aliviará a necessidade de investimento de capital significativo e diminuirá o número de novos trabalhadores qualificados para a fabricação de aeronaves. Em segundo lugar, a comunidade de compósitos precisa adotar os conceitos da Indústria 4.0 para obter insights acionáveis ​​de dados gerados durante a fabricação e montagem. Os principais temas para pesquisas futuras para tornar a automação e a Indústria 4.0 disponíveis para a produção de compósitos aeroespaciais incluem:

• Fabricando ferramentas científicas
  Estado futuro: Conjunto de design para ferramentas democratizadas de fabricação que podem avaliar de forma coerente o espaço comercial dependendo do ponto do ciclo de vida da fabricação.
  
  Soluções potenciais: Integre AI/machine learning, automação, dados, análises, manufatura e produtos. Use um sistema integrado baseado em computador composto por ferramentas de simulação, visualização 3D, análise e colaboração para desenvolver uma representação virtual de todo o processo de fabricação.
• Fabricação e processamento ágeis e de baixo custo
  Estado futuro: Compreensão robusta das capacidades do processo de fabricação de baixo custo. Projeto limitado por processos identificados, resultando em uma redução de 50% no tempo do ciclo de projeto. Linhas de fabricação que podem ser reconfiguradas rapidamente para atender à demanda crescente e vários mix de produtos.
  
  Solução potencial: Automação de última geração. Uso aprimorado de equipamentos automatizados de colocação de fibra/colocação de reboque. Soluções robóticas para laminação manual e conformação de peças de formas complexas (termofixas e termoplásticas). Robôs colaborativos. Sistemas de robôs flexíveis que podem ser reprogramados ou reaproveitados para integração em outro sistema.
• Inspeção
  Estado futuro: Desejamos sensores em processo não interferentes e uma alternativa ao teste de prova que se aplica às condições de fabricação e em serviço.
  
  Solução potencial: Passe da inspeção para a medição. Isso requer simulação de fabricação e medição em processo, bem como simulação e medição estrutural em serviço, em um nível bom o suficiente para atender aos requisitos regulatórios. Uso de ferramentas da Indústria 4.0 para fornecer uma compreensão do estado da peça ou montagem, não apenas para rastreá-los.

A SME lançou uma Comunidade Técnica sobre Automação de Compósitos para atender a essas necessidades. Faço parte da comunidade técnica e gostaria de receber contribuições para as discussões que estamos iniciando.