Un pionnier de l'aérospatiale prospère crée des affaires dans les airs et sur terre

L'esprit d'entreprise est bel et bien vivant en Israël. Un bon exemple est Kanfit Ltd. (Migdal HaEmek, Israël), près de la ville de Nazareth. Fondée en 1986 en tant qu'atelier d'outillage composite par Shai Fine, un ingénieur aéronautique possédant une vaste expérience dans la construction d'avions à réaction militaires, Kanfit, aujourd'hui, est principalement une installation de fabrication sur impression, avec quelques travaux de fabrication sur mesure. Elle fabrique à la fois des pièces composites et métalliques pour ce que Shachar Fine, le fils de Shai Fine et vice-président exécutif du développement commercial, du marketing et des ventes de Kanfit, appelle des assemblages « fit-and-fly ». Ses domaines d'activité incluent l'industrie aérospatiale, bien sûr — militaire, commerciale et l'aviation générale, mais aussi les dispositifs médicaux et les applications de l'énergie éolienne, des courses et de la défense au sol.

Tout faire avec les meilleurs et les plus brillants

« Nous sommes un guichet unique », déclare Fine, « et un sous-traitant sans entretien. » Il entend par là que l'entreprise a la capacité de fabriquer des outils, d'effectuer du prototypage, d'effectuer l'inspection des premiers articles et, en fin de compte, la production en série. La technologie de production de pièces composites comprend le RTM, l'infusion, la pose manuelle préimprégnée, la pose humide et l'autoclave. Des exemples de pièces vont de la structure du cockpit et de la cellule et des dispositifs médicaux ponctuels aux magasins de paillettes et de fusées éclairantes (plus de détails ci-dessous) et des outils innovants pour le prototypage.

Les certifications incluent AS9100D et Nadcap. D'après Fine, « Kanfit est la seule entreprise en Israël à détenir la certification Nadcap pour le traitement RTM ». Il est à son emplacement actuel depuis quatre ans, dans un bâtiment de 3 200 m2 qui a doublé sa surface au sol précédente, avec des opérations de pièces métalliques au rez-de-chaussée et de transformation des composites à l'étage. Toutes les capacités de laboratoire, qui sont étendues, sont internes, pour un avantage en termes de coûts et de délais.

Mais Shachar Fine dit à CW :« Notre raison d'être est d'apporter des emplois de qualité au nord d'Israël. Parmi les 188 employés de Kanfit se trouvent des Israéliens nés et des immigrants du monde entier, notamment d'Allemagne, d'Éthiopie, des États-Unis et d'anciens satellites de l'Union soviétique :« Kanfit est un microcosme de la start-up nation », explique Fine. « Nous pensons que nous avons les meilleurs et les plus brillants ingénieurs ici en Israël. Ceci, combiné avec le chutzpah de notre nation, est la clé de notre succès dans cet environnement commercial concurrentiel. »

Kanfit travaille également avec le Technion - l'école d'ingénieurs de l'Institut israélien de technologie - offrant des emplois et des stages aux étudiants pour en apprendre davantage sur l'outillage, la conception composite et les matériaux. Un domaine dans lequel Kanfit soutient l'école est la Formule SAE :« Nous les aidons à concevoir des outils et des pièces, comme des carénages ou des sièges de conducteur, lorsqu'ils sont ici dans notre établissement. Nous insistons pour qu'ils fabriquent des pièces de leurs propres mains, car nous pensons que cela permet aux ingénieurs de conception une meilleure partie. Dans CATIA, vous pouvez tout concevoir, mais en production, vous découvrez que vous ne pouvez pas fabriquer la pièce. Kanfit soutient également fortement les travailleurs handicapés, dit Fine, et a mis en place des programmes environnementaux.

La main-d'œuvre diversifiée de Kanfit fabrique un mélange tout aussi diversifié de pièces composites et métalliques. Pour les clients de l'aérospatiale, ceux-ci incluent les carénages de bout d'aile, les carénages aile-corps, les carénages aile-ventre et les portes et radômes du train d'atterrissage principal pour les projets d'avions d'affaires, militaires et de défense. Certaines de ces pièces sont alvéolées, et Fine dit que plus de 10 000 numéros de pièces ont été produits pour ces programmes.

Kanfit est un fournisseur de niveau 2 (ou inférieur) du 787 de Boeing Co. (Chicago, IL, États-Unis) ; l'Airbus (Toulouse, France) A380; Embraer (Sao Paulo, Brésil) ERJ et E2; Bombardier (Montréal, Canada) CSeries , CRJ , Global -series et Challenger; et Bell Helicopter Textron (Ft. Worth, Texas, États-Unis). Les autres clients incluent Senior Aerospace UK (Rickmansworth, Hertfordshire, Royaume-Uni), Elbit Systems (Haïfa, Israël), Zodiac Innovative Power Solutions (Eatontown, NJ, États-Unis), Plasan (Sasa, Israël), Israel Aerospace Industries (IAI, Lod, Israël) ), Rafael (Haïfa, Israël), BAE Systems ROKAR (Jérusalem, Israël), BIRD Aerosystems (Herzliya, Israël) et ORBIT Communication Systems (Netanya, Israël). Kanfit est également un fournisseur de l'armée de l'air israélienne (IAF) et d'Israël Ministère de la Défense.

En outre, Kanfit fournit plusieurs programmes de véhicules aériens sans pilote (UAV) de grande taille mais exclusifs et, depuis 2013, a fourni des pièces à l'industrie spatiale israélienne, y compris une antenne parabolique déployable pour une antenne satellite. Et, il a assemblé de nombreux dispositifs médicaux pour plusieurs clients.

Kanfit est également impliqué dans une activité de recherche et développement considérable et a pris livraison, en mai 2018, d'une machine de placement automatique de fibres (AFP) d'Ingersoll Machine Tool (Rockford, IL, États-Unis) avec une tête robotisée montée sur bras. Fine dit que la machine a été achetée pour le prototypage de pièces très complexes :« Kanfit sera le site du Centre national israélien de connaissances AFP pour le traitement automatisé des composites. » Il cite, à titre d'exemple, un cadre structurel monobloc (plus de détails ci-dessous) constitué de fibre de carbone sèche automatiquement placée sur un noyau de mousse, qui est ensuite traité via RTM. Les cadres sont des prototypes de cadres de cloisons d'avions commerciaux.

Un autre projet de R&D implique un programme européen appelé EC Horizon 2020, et au sein de celui-ci, un consortium appelé Hyperdiamond, qui développe une nouvelle méthode de détection du cancer, utilisant des nano-diamants. La technologie utilise des aimants très puissants, et les aimants doivent être maintenus ou contraints dans des gabarits composites solides mais légers :« Les composites ont été le catalyseur de ce projet », explique Fine.

L'impression 3D est un domaine supplémentaire dans lequel Kanfit est entré, mais à l'heure actuelle, tout ce travail est effectué à l'aide de poudres métalliques, principalement de titane. L'entreprise utilise une machine EOS (Krailling, Allemagne), mais Fine dit que Kanfit travaille à l'avenir à l'intégration de métaux avec des matériaux composites.

Croissance organique, outils numériques

CW La visite commence dans le bureau de contrôle qualité de Kanfit, où une machine Instron (Norwood, MA, États-Unis) est utilisée pour tester les coupons. Fine signale une petite machine CNC où les coupons de test sont découpés :« Nous fabriquons des coupons de test avec chaque pièce mise sous vide pour les tests destructifs. » Fine note que Kanfit utilise une application d'intelligence artificielle appelée OKAPI (développée en Israël) pour surveiller les indicateurs de performance clés (KPI), afin de rationaliser le flux de travail et de le rendre plus efficace. Le long d'un couloir, des graphiques sont affichés où les données KPI des employés sont affichées, ce qui favorise une certaine concurrence amicale.

Fine donne également CW un coup d'œil rapide dans une pièce remplie de milliers de différents types et tailles d'attaches. Le « fixer guy » est chargé de préparer les kits de fixation d'assemblage, juste à temps (JIT) pour les pièces au fur et à mesure qu'elles sortent de la production. Le long du même couloir, on voit deux salles blanches composites, l'une pour les pièces renforcées en fibres de carbone et l'autre pour les pièces renforcées en fibres de verre. Les codes-barres sont vérifiés tout au long du parcours de production pour documenter la progression de chaque pièce.

Une nouvelle machine CNC, récemment achetée pour les pièces composites, est utilisée, par exemple, pour couper les « magazines » ou les conteneurs de pièces rectangulaires à plusieurs cavités qui sont des composants clés du C-MUSIC système de protection des jets commerciaux. (Voir CW Visite de l'usine d'Elbit pour une description complète du système.) Il protège l'avion contre les missiles tirés à l'épaule ; la paille est une collection de petits morceaux de film plastique recouvert d'aluminium qui perturbe le radar en réfléchissant les signaux radio; les fusées éclairantes sont essentiellement de petits feux d'artifice qui génèrent des signatures infrarouges qui confondent le dispositif de guidage infrarouge). Selon les commentaires reçus de l'IAF, les paillettes et les fusées éclairantes de Kanfit ont surpassé celles fabriquées par d'autres sociétés. Kanfit aurait fabriqué plus de 8 000 chargeurs de balles et de fusées à l'usage des forces aériennes du monde entier, sans un seul déploiement signalé panne causée par un défaut de fabrication.

La fraiseuse CNC a contribué à atteindre cet objectif, déclare Fine :« Nous comprenons que pour atteindre notre objectif de devenir le « fournisseur de choix » sur le marché international de l'aérospatiale, nous avons besoin d'un avantage sur nos concurrents et devons apporter une valeur ajoutée à nos clients. Nous continuerons d'internaliser les nouveaux processus technologiques nécessaires à une production en volume important. »

Fine fait ensuite une pause avant une exposition au deuxième étage de pièces composites, principalement pour des projets médicaux, notamment des pièces d'exosquelette composites et des sondes rectales pour le cancer de la prostate (les composites permettent une pièce plus fine). Une aile pour une bombe planante est également exposée. Fine dit que l'aile est composée de plus de 100 plis de fibre de carbone, ce qui, bien qu'apparemment excessif, est nécessaire pour répondre aux exigences de rigidité :« Nous avons fabriqué l'aile en utilisant RTM et avons atteint un volume de fibre de 60 %. »

Une autre partie exposée a été produite pour une utilisation dans les chirurgies cardiaques et consiste en une forme de beignet en verre/époxy RTM rempli de bobines de cuivre alignées sur le même plan. L'appareil devait être fabriqué avec des tolérances extrêmement strictes (±0,01 mm). Dit Fine, « Nous pouvons atteindre une précision dimensionnelle dans nos processus RTM de ±5 microns. Nous pensons qu'il s'agit d'une technologie sous-utilisée dans l'industrie des composites aérospatiaux.

Kanfit privilégie le RTM car l'utilisation de textiles secs et de résines injectées plutôt que de préimprégnés réduit les coûts de matériaux de Kanfit et le processus produit des pièces durcies avec une teneur en vide acceptable beaucoup plus rapidement. Fine ajoute :« Les pièces autoclavées sont surconçues à mon avis, par exemple les carénages qui prennent très peu de charge. Nous avons déplacé les pièces de l'autoclave vers le RTM, que nous considérons essentiellement comme un "autoclave pour les pauvres". Il offre une grande flexibilité, car le temps de cycle dépend du client et du taux de production nécessaire. Vous pouvez utiliser la chaleur et un temps de cycle rapide ou un durcissement à température ambiante, tout ce qui est nécessaire pour faire l'analyse de rentabilisation. »

Gestion de la charge de travail basée sur l'IA

Fine souligne un autre gain de temps. L'atelier de production peut traiter environ 4 000 commandes de travail à un moment donné. Pour aider à gérer cette charge de travail, chaque bon de travail ou voyageur , y a attaché un capteur Bluetooth qui se connecte à un système logiciel d'intelligence artificielle développé par Trekeye (Tel Aviv, Israël). Un système de détection suit tous les capteurs et les capteurs émettent des alertes si le voyageur est au mauvais endroit ou a été égaré. « Nous ne pouvions pas utiliser d'étiquettes RFID », explique Fine, « car il y a trop de métal dans le bâtiment. Ce système a vraiment rationalisé l'ensemble de notre processus de production.

Ensuite, CW visite le laboratoire d'essais physiques des pièces finies. Les techniciens du laboratoire soulignent que chaque pièce composite autoclavée est soumise à une inspection et à des tests non destructifs. Fine conduit à travers la zone de métrologie jusqu'à la zone d'inspection finale, où les pièces subissent des tests par ultrasons ; deux machines A-scan Olympus (Waltham, MA, US) sont utilisées pour les essais non destructifs (END), ainsi qu'un FaroArm de Faro Technologies (Lake Mary, FL, US) et un scanner laser de Creaform Inc. (Levis, QC, Canada). Fine souligne que les capacités du laboratoire de Kanfit incluent des tests de propriétés physiques (fraction volumique de fibres, teneur en vides, teneur en résine, densité), des tests de propriétés mécaniques (résistance au cisaillement de faisceau court, pelage de tambour grimpant, résistance à la compression, résistance à la traction) et des tests supplémentaires, notamment à plat, cisaille à recouvrement et flexion en 4 points.

La prochaine étape de la visite est la zone d'usinage, où plusieurs centres d'usinage Haas (Oxnard, CA, US) VF 4SS sont installés. Un autre routeur CNC à grande vitesse, qui coupe une variété de matériaux sous forme de feuilles, était en service, coupant la mousse ROHACELL fournie par Evonik (Marl, Allemagne). Quarante références peuvent être imbriquées au cours d'un cycle de coupe, précise Fine. Une zone de ponçage et une cabine de peinture sont également situées ici, ainsi qu'une zone de traitement chimique pour le traitement d'aluminium à l'alodine (inhibiteur de corrosion). Toute l'eau utilisée dans les étapes de travail des métaux est collectée et recyclée.

Ensuite, la visite se poursuit vers le nouveau bâtiment de l'autoclave, une structure attenante de 850 m2 qui, selon Fine, est un bâtiment entièrement « vert ». C'est-à-dire qu'il utilise des systèmes passifs pour le chauffage et le refroidissement, sans climatisation requise. Construit il y a 3 ans, il abrite l'autoclave de 5,5 sur 2,1 m ASC Process Systems (Valencia, CA, US) illustré à la p. 28. Un mur entier de photos dans le bâtiment documente le processus fastidieux et fastidieux requis pour faire entrer l'autoclave dans le pays et le mettre en place dans le bâtiment :« Quand la grève du travail au port de LA a commencé en 2014 » Bien se souvient, « l'autoclave était assis sur le quai en attendant le chargement et l'expédition vers Israël. Nous avons pu trouver un moyen de transporter l'autoclave par camion jusqu'au port de Houston [TX, États-Unis] et de l'embarquer à bord d'un deuxième cargo. Fine dit que la société est prête à acheter un deuxième autoclave bientôt, car le premier fonctionne maintenant presque à pleine capacité.

Ici, dans une autre salle blanche, classée ISO Classe 7, avec une pression positive, un coupeur à plat automatisé Eastman Machine Co. (Buffalo, NY, États-Unis) coupe des plis et des kits à partir de matériaux stockés dans le congélateur à proximité. Kanfit utilise le logiciel d'imbrication de Plataine (Waltham, MA, États-Unis et Tel Aviv, Israël) pour la découpe. Les projecteurs laser Aligned Vision (Chelmsford, MA, États-Unis) montés au plafond facilitent les tâches de mise en kit et de layup. A proximité, une nouvelle machine CNC 5 axes Belotti SpA (Suiso, Italie) est utilisée pour les tâches de détourage, de perçage et d'usinage, aussi bien pour les outils que pour les pièces composites. L'enveloppe de travail x/y/z est de 5 par 2 par 1,6 m. La zone de préparation des outils est adjacente à l'autoclave ASC.

Développement continu

La visite revient dans le hall du bâtiment, où des centaines de pièces sont exposées. "Les structures hybrides sont l'avenir des composites", déclare Fine, notant que les composites combinés avec des métaux, par exemple, dans la structure complexe du poste de pilotage des jets d'affaires de l'entreprise, permettent des assemblages de grande taille et complexes. L'activité de Kanfit, ajoute-t-il, est constituée de 40 % de composites et de 60 % de métaux, le côté des composites augmentant plus rapidement que les métaux à un taux de 10 % TCAC. Les domaines de croissance de Kanfit sont l'aérospatiale, la défense et le médical, en particulier les structures d'applications électromagnétiques (radômes et pièces médicales).

Parmi les autres pièces exposées, notons un tube de balayage CT en composite de carbone de conception brevetée, qui, selon Fine, contient «de nombreux secrets commerciaux». Un radôme en fibre de quartz/époxy, fabriqué avec un nid d'abeilles à noyau de bœuf, a été développé pour un client militaire propriétaire. Sont également exposés :une antenne composite VOR (signaux radio dans la gamme 108-117,95 MHz) pour un client commercial; Fine dit que les pièces métalliques de l'antenne peuvent être facilement intégrées dans le stratifié composite. « Nous avons pu offrir au client des performances d'antenne améliorées à un coût 40 % inférieur à celui de la conception d'origine centrée sur le métal, pour le même poids », ajoute-t-il. Cette antenne a été exposée lors de la récente conférence AeroDef de la Society of Manufacturing Engineers (SME) à Long Beach, Californie, États-Unis.

Fine conclut :« Nous sommes en pleine croissance... et nous recherchons activement de nouvelles technologies. Par exemple, avec le nouveau robot AFP d'Ingersoll, nous pouvons changer la tête et poser le matériau thermoplastique, et revenir au thermodurcissable. Nous avons l'intention de continuer à nous développer et de construire un autre bâtiment dans les trois prochaines années. »