La fundición de nuevos métodos de producción ahorra tiempo y dinero a la Fuerza Aérea > Centro de sostenimiento de la Fuerza Aérea > Noticias

El Ala de Gestión de la Cadena de Suministro 448, parte del Centro de Mantenimiento de la Fuerza Aérea, tiene un nuevo enfoque de fabricación aditiva para resolver un viejo problema, el abastecimiento de piezas difíciles de adquirir para aeronaves heredadas.

Al recrear digitalmente el molde utilizado para crear piezas fundidas, en lugar de construir la pieza desde cero, la Oficina del Programa de Abastecimiento Alternativo Estratégico puede trabajar con los proveedores para producir piezas más rápido mientras le ahorra dinero a la Fuerza Aérea.

"Estamos tratando de encontrar formas de obtener las piezas de baja cantidad más rápido", dijo Loren Lutz, ingeniero jefe de propulsión de Gestión del Ciclo de Vida de la Fuerza Aérea. "Somos compatibles con una cantidad significativa de plataformas antiguas y las seguiremos apoyando durante mucho tiempo. Tenemos que descubrir cómo obtener las piezas que necesitamos. Cualquier cosa que podamos hacer técnicamente para que eso sea posible y luego trabajar con nuestros socios en el lado de la cadena de suministro para poder ir a comprarlos es realmente valioso".

La fabricación aditiva ha sido una especialidad del laboratorio de herramientas críticas e ingeniería inversa de Tinker Air Force Base, conocido como REACT, durante varios años. Sin embargo, el tamaño y la complejidad de ciertas piezas no se prestan a los métodos de impresión 3D actuales en los que la pieza se construye desde cero. Incluso si la pieza se recreara con este método, la pieza estaría sujeta a largas pruebas de aeronavegabilidad antes de que se le permitiera volar.

Tal es el caso de la caja de cambios trasera para un motor a reacción TF33. La carcasa, hecha de magnesio, se producía originalmente por fundición: se vertía metal fundido en un molde y luego se fresaba la pieza para producir un producto final. El molde utilizado para crear la pieza también se conoce como herramienta dura y generalmente está hecho de acero de alta resistencia.

Un prototipo de carcasa de caja de cambios trasera TF33 descansa sobre una mesa en la Base de la Fuerza Aérea Tinker, Oklahoma, el 25 de agosto de 2022. El prototipo se fabricó con el mismo proceso que la pieza original, pero el molde para su fundición se fabricó de forma aditiva, lo que permite que las piezas ser creado bajo demanda. (Foto de la Fuerza Aérea de EE. UU. por Paul Shirk)

Variantes del avión motorizado TF33 como el B-52H Stratofortress, el E-3 Sentry y el E-8 JSTARS. A medida que estos aviones heredados continúan volando, las piezas que no se esperaba que se desgastaran deben reemplazarse.

"Si no hemos comprado esta pieza durante 20 o 30 años, ya no tenemos las herramientas duras; los fabricantes de equipos originales, los proveedores, no las tienen", dijo Randolph Harris, 429th Supply Chain Management Squadron. Responsable del programa OTA. "Es por eso que se necesitan 900 días o más para obtener estas piezas, porque pasarán los primeros 18 a 24 meses simplemente recreando las herramientas duras".

Al problema se suma el hecho de que muchas partes solo se necesitarán en pequeñas cantidades, lo que hace que muchos proveedores opten por "no ofertar" en un contrato.

El proyecto pionero para abordar estos problemas comenzó en 2019, explorando el uso de la fabricación aditiva para abordar los desafíos en la seguridad de las piezas fundidas.

Utilizando la pieza real como guía, se crearon nuevos moldes digitales. En comparación con el original, las piezas resultantes tienen una precisión de una milésima de milímetro. Incluso las letras en relieve en un puerto de entrada de aceite son idénticas.

Un primer plano de las letras del puerto de entrada de aceite de barrido se muestra en una carcasa de caja de cambios trasera prototipo TF33 en Tinker Air Force Base, Oklahoma, el 25 de agosto de 2022. El prototipo, fundido a partir de un molde fabricado aditivamente, es una coincidencia exacta de la pieza original. hasta las letras. Debido a que la pieza se fabricó con el mismo método que la original, no se requieren largas pruebas de aeronavegabilidad. (Foto de la Fuerza Aérea de EE. UU. por Paul Shirk)

El tiempo que tomó desarrollar el nuevo proceso y construir un prototipo fue en realidad más corto que el tiempo de producción que habría requerido la carcasa de la caja de engranajes si se hubiera producido utilizando métodos tradicionales.

"Lo que en realidad estamos obteniendo de este proceso es el paquete de dibujo completo de cómo se hace la pieza", dijo Lutz. "Es el dibujo de fundición, el dibujo de fabricación y el dibujo final de la pieza; es todo lo que necesitaría para hacer la pieza, que es un nivel de conocimiento más profundo que el que tenemos sobre nuestras piezas que se muestra en los OEM".

Con los planos digitales en la mano, se creó un molde de arena para fundir la pieza. El molde de arena se destruye en el proceso de fabricación, pero se puede recrear fácilmente la próxima vez que se necesite una pieza. Lo que normalmente tomaba más de 900 días, ahora se puede lograr en 30 a 60 días.

"Utilizamos fabricación aditiva en este proceso, sin embargo, no tenemos que hacer ningún tablero de control de configuración, no tenemos que hacer ninguna aeronavegabilidad, a menos que el ingeniero me diga lo contrario, porque esta pieza se produce exactamente como la pieza que ya lo he instalado", dijo Harris. "Lo que hicimos diferente fue que Renaissance Services, Inc. desarrolló el proceso y eliminamos las herramientas duras, fabricando el molde de forma aditiva".

Debido a que la Fuerza Aérea posee la propiedad intelectual resultante, se puede llevar a otros proveedores para la producción en lugar de estar atado a un solo fabricante. La pieza también podría fabricarse internamente, haciendo que la situación sea mucho más competitiva con un alto potencial de ahorro de costes.

Los castings son donde comenzó el proyecto, pero no será donde termine. Una de las misiones principales de la oficina de SASPO es hacer coincidir los requisitos de la Fuerza Aérea con proveedores que puedan ayudar a mantener la flota.