Kanfit Ltd. : pionnier de la fabrication aérospatiale du ciel israélien au sol

L'esprit d'entreprise est bien vivant en Israël. Exemple : Kanfit Ltd. (Migdal HaEmek, Israël), près de Nazareth. Fondée en 1986 comme atelier d'outillage composite par Shai Fine, ingénieur aéronautique avec une vaste expérience dans la construction de jets militaires, Kanfit est aujourd'hui principalement une installation build‑to‑print, avec du travail build‑to‑spec. Elle fabrique pièces composites et métalliques pour ce que Shachar Fine, fils de Shai Fine et VP exécutif développement commercial, marketing et ventes de Kanfit, appelle des assemblages « fit‑and‑fly » (ajustez et volez). Ses axes d'activité incluent bien sûr l'industrie aérospatiale — militaire, commerciale et aviation générale — mais aussi dispositifs médicaux, énergie éolienne, course et applications défense au sol.

Tout faire avec les meilleurs et les plus brillants

« Nous sommes un guichet unique », dit Fine, « et un sous‑traitant zéro maintenance. » Par là il veut dire que l'entreprise a la capacité de faire les outillages, prototypage, première inspection d'article et, in fine, production en série. Technologie production pièces composites : RTM, infusion, drapage manuel préimprégné, drapage humide, autoclave. Exemples de pièces : structures de cockpit et cellule, dispositifs médicaux uniques, magasins de chaff et flare (plus bas) et outillages innovants pour prototypage.

Certifications incluent AS9100D et Nadcap. « Kanfit est la seule entreprise en Israël à détenir la certification Nadcap pour le traitement RTM », dit Fine. Elle est à son emplacement actuel depuis quatre ans, dans un bâtiment de 3 200 m² qui a doublé sa surface précédente, opérations métalliques au rez‑de‑chaussée et traitement composites à l'étage. Toute capacité laboratoire, extensive, est en interne, pour avantage coût et délai.

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 : Israéliens nés sur place et immigrants du monde entier, incluant Allemagne, Éthiopie, USA et ex‑satellites de l'Union Soviétique : « Kanfit est un microcosme de la start‑up nation », explique Fine. « Nous croyons avoir les meilleurs et plus brillants ingénieurs ici en Israël. Ceci, combiné au chutzpah de notre nation, est clé de notre succès dans cet environnement commercial compétitif. »

Kanfit travaille aussi avec le Technion — école d'ingénierie de l'Institut de Technologie d'Israël — offrant emplois et stages aux étudiants pour apprendre outillage, conception composites et matériaux. Un domaine où Kanfit soutient l'école : Formula SAE : « Nous les aidons à concevoir outillages et pièces, comme carénages ou sièges pilote, quand ils sont dans nos installations. Nous insistons qu'ils fabriquent les pièces de leurs propres mains, car nous croyons que cela permet aux ingénieurs de mieux concevoir une pièce. Dans CATIA, vous pouvez tout concevoir, mais en production, vous découvrez que vous ne pouvez pas faire la pièce. » Kanfit soutient aussi fortement les travailleurs handicapés, dit Fine, et a des programmes environnementaux en place.

La main‑d'œuvre diverse de Kanfit fabrique un mélange tout aussi divers de pièces composites et métalliques. Pour clients aérospatiaux : carénages de bout d'aile, carénages aile‑corps, carénages aile‑ventre, portes de train principal et radomes pour jets d'affaires, militaires et défense. Certaines pièces sont à cœur nid d'abeille, et Fine dit que plus de 10 000 numéros de pièce ont été produits pour ces programmes.

Kanfit est fournisseur Tier 2 (ou inférieur) pour le 787 de Boeing (Chicago, IL, USA) ; l'A380 d'Airbus (Toulouse, France) ; les ERJ et E2 d'Embraer (São Paulo, Brésil) ; les CSeries, CRJ, Global‑series et Challenger de Bombardier (Montréal, Canada) ; et Bell Helicopter Textron (Fort Worth, TX, USA). Autres clients : Senior Aerospace UK (Rickmansworth, Hertfordshire, UK), Elbit Systems (Haïfa, Israël), Zodiac Innovative Power Solutions (Eatontown, NJ, USA), 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 aussi fournisseur de l'Armée de l'Air israélienne (IAF) et du Ministère de la Défense israélien.

De plus, Kanfit fournit plusieurs grands programmes UAV propriétaires et, depuis 2013, fournit des pièces à l'industrie spatiale israélienne, incluant une antenne satellite déployable. Et, a assemblé de nombreux dispositifs médicaux pour plusieurs clients.

Kanfit est impliqué dans une activité R&D considérable et a pris livraison, en mai 2018, d'une machine de pose automatisée de fibres (AFP) d'Ingersoll Machine Tool (Rockford, IL, USA) avec tête montée sur bras robotique. Fine dit que la machine a été achetée pour le prototypage de pièces hautement complexes : « Kanfit sera le site du Centre National de Connaissances AFP d'Israël pour le traitement composites automatisé. » Il cite, comme exemple, un cadre structurel en une pièce (plus bas) consistant en fibre de carbone sèche placée automatiquement sur cœur mousse, puis traité par RTM. Les cadres sont des prototypes pour cadres de cloison d'avions commerciaux.

Un autre projet R&D implique un programme européen appelé EC Horizon 2020, et dans celui‑ci, un consortium appelé Hyperdiamond, développant une nouvelle méthode de détection du cancer, utilisant des nano‑diamants. La technologie emploie des aimants très puissants, qui doivent être maintenus, ou contraints, dans des gabarits composites solides mais légers : « Les composites étaient l'élément déclencheur pour ce projet », dit Fine.

Un domaine additionnel où Kanfit s'est engagé est l'impression 3D, mais actuellement tout ce travail est fait avec poudres métalliques, principalement titane. L'entreprise utilise une machine EOS (Krailling, Allemagne), mais Fine dit que Kanfit travaille à intégrer métaux et matériaux composites pour l'avenir.

Croissance organique, outils numériques

La visite de CW commence au bureau contrôle qualité de Kanfit, où une machine Instron (Norwood, MA, USA) est utilisée pour essais d'éprouvettes. Fine signale une petite machine CNC où les éprouvettes sont découpées : « Nous faisons des éprouvettes avec chaque pièce mise sous vide pour essais destructifs. » Fine note que Kanfit utilise une application d'intelligence artificielle appelée OKAPI (développée en Israël) pour surveiller les indicateurs clés de performance (KPI), aider à rationaliser le flux de travail et le rendre plus efficace. Le long d'un couloir, des graphiques sont affichés où les données KPI des employés sont visibles, favorisant une compétition amicale.

Fine donne aussi à CW un coup d'œil rapide dans une pièce remplie de milliers de types et tailles de fixations. Le « gars des fixations » est responsable de la préparation des kits de fixations d'assemblage, juste‑à‑temps (JAT) pour les pièces sortant de production. Le long du même couloir, on voit deux salles blanches composites, une pour pièces renforcées fibre de carbone et l'autre pour fibre de verre. Des codes‑barres sont vérifiés tout au long du parcours de production pour documenter l'avancement de chaque pièce.

Une nouvelle machine CNC, récemment achetée pour pièces composites, est utilisée, par exemple, pour tronçonner les « magazines » chaff‑and‑flare, ou conteneurs rectangulaires multi‑cavités, composants clés du système de protection de jets commerciaux C‑MUSIC. (Voir la visite d'usine Elbit de CW pour description complète du système.) Il protège l'avion contre les missiles tirés à l'épaule ; le chaff est une collection de petits morceaux de film plastique aluminisé qui trouble le radar en réfléchissant les signaux radio ; les flares sont basically de petits feux d'artifice générant des signatures infrarouges qui troublent le dispositif de guidage infrarouge. Selon les retours de l'IAF, les chaff et flares de Kanfit ont surpassé ceux fabriqués par d'autres entreprises. Kanfit a fabriqué plus de 8 000 magazines chaff‑and‑flare pour forces aériennes mondiales, sans un seul échec de déploiement signalé causé par défaut de fabrication.

La machine de tronçonnage CNC a aidé à atteindre cet objectif, dit Fine : « Nous comprenons que pour réaliser notre objectif de devenir le "fournisseur de choix" du marché aérospatial international, nous avons besoin d'un avantage sur notre concurrence et devons apporter une valeur ajoutée à nos clients. Nous continuerons d'internaliser de nouveaux procédés technologiques nécessaires pour la production de volumes significatifs. »

Fine fait une pause devant une exposition de pièces composites au deuxième étage, principalement pour projets médicaux, incluant pièces d'exosquelette composites et sondes rectales pour cancer de la prostate (les composites permettent une pièce plus fine). Aussi exposé : une aile pour bombe planante. Fine dit que l'aile est faite avec plus de 100 plis de fibre de carbone, ce qui, bien que semblant excessif, est requis pour répondre aux exigences de rigidité : « Nous avons fabriqué l'aile par RTM et atteint 60 % volume fibre. »

Une autre pièce exposée a été produite pour chirurgies cardiaques et consiste en un anneau verre/époxy RTM rempli de bobines de cuivre alignées sur le même plan. Le dispositif devait être produit avec des tolérances extrêmement serrées (±0,01 mm). Fine dit : « Nous pouvons atteindre une précision dimensionnelle dans nos processus RTM de ±5 microns. Nous pensons que c'est une technologie sous‑utilisée dans l'industrie aérospatiale composites. »

Kanfit favorise le RTM car l'utilisation de textiles secs et résines injectées plutôt que préimprégnés réduit les coûts matériaux de Kanfit et le processus produit des pièces polymérisées avec teneur en vides acceptable bien plus vite. Fine ajoute : « Les pièces autoclavées sont surdimensionnées à mon avis — par exemple, carénages qui supportent très peu de charge. Nous avons déplacé des pièces de l'autoclave vers le RTM, que nous voyons comme basiquement un "autoclave pour les pauvres". Il offre tellement de flexibilité, car le temps de cycle dépend du client et du taux de production nécessaire. Vous pouvez utiliser chaleur et cycle rapide ou polymérisation à température ambiante, selon ce qu'il faut pour le business case. »

Gestion de charge de travail basée sur l'IA

Fine signale un autre gain de temps. Le plancher de production peut gérer environ 4 000 ordres de travail à tout moment. Pour aider à gérer cette charge, chaque ordre de travail, ou traveler, a un capteur Bluetooth connecté à un système logiciel d'intelligence artificielle développé par Trekeye (Tel‑Aviv, Israël). Un système de détection suit tous les capteurs, et les capteurs envoient des alertes si le traveler est au mauvais endroit ou a été égaré. « Nous ne pouvions pas utiliser de tags RFID », dit Fine, « car il y a trop de métal dans le bâtiment. Ce système a vraiment rationalisé tout notre processus de production. »

Ensuite, CW visite le laboratoire d'essais physiques pièces finies. Les techniciens indiquent que chaque pièce composite autoclavée subit inspection et essais non destructifs. Fine continue, par la zone métrologie vers la zone d'inspection finale, où les pièces subissent essais ultrasonores ; deux machines A‑scan Olympus (Waltham, MA, USA) sont utilisées pour essais non destructifs (END), avec un FaroArm de Faro Technologies (Lake Mary, FL, USA) et un scanner laser de Creaform Inc. (Lévis, QC, Canada). Fine souligne que les capacités labo de Kanfit incluent essais propriétés physiques (fraction volumique fibre, teneur en vides, teneur résine, densité), essais propriétés mécaniques (cisaillement court‑poutre, pelage tambour grimpant, résistance compression, résistance traction), et essais additionnels : plat, cisaillement recouvrement, flexion 4 points.

Prochain sur la visite : zone d'usinage, où plusieurs centres d'usinage Haas (Oxnard, CA, USA) VF 4SS sont installés. Un autre routeur CNC haute vitesse, découpant une variété de matériaux en feuilles, était en fonctionnement, découpant de la mousse ROHACELL fournie par Evonik (Marl, Allemagne). Quarante numéros de pièce peuvent être imbriqués pendant un cycle de découpe, note Fine. Une zone de ponçage et une cabine de peinture sont ici aussi, avec une zone traitement chimique pour alodine aluminium (inhibiteur corrosion). Toute l'eau utilisée dans les étapes travail métal est collectée et recyclée.

La visite continue vers le nouveau bâtiment autoclave, une structure attenante de 850 m² que Fine signale être un bâtiment entièrement « vert ». C'est‑à‑dire, il utilise des systèmes passifs pour chauffage et refroidissement, sans climatisation requis. Construit il y a 3 ans, il abrite l'autoclave ASC Process Systems (Valencia, CA, USA) 5,5×2,1 m photographié p. 28. Un mur entier de photos dans le bâtiment documente le processus long et semé d'embûches pour faire entrer l'autoclave dans le pays et le placer dans le bâtiment : « Quand la grève des dockers du Port de LA a commencé en 2014 », se rappelle Fine, « l'autoclave était sur le quai en attente de chargement et expédition vers Israël. Nous avons réussi à comprendre comment camionner l'autoclave au Port de Houston [TX, USA] et le mettre à bord d'un second cargo. » Fine dit que l'entreprise est prête à acheter un second autoclave bientôt, car le premier tourne maintenant près de sa pleine capacité.

Ici, dans une autre salle blanche, classe ISO 7, pression positive, une découpeuse plane automatisée Eastman Machine Co. (Buffalo, NY, USA) découpe plis et kits depuis le matériau stocké dans le congélateur proche. Kanfit utilise le logiciel d'imbrication de Plataine (Waltham, MA, USA et Tel‑Aviv, Israël) pour la découpe. Des projecteurs laser Aligned Vision (Chelmsford, MA, USA) montés au plafond assistent les tâches de kitting et drapage. Près, une nouvelle machine CNC 5 axes Belotti SpA (Suiso, Italie) est utilisée pour tronçonnage, perçage et usinage, pour outillages et pièces composites. L'enveloppe de travail x/y/z est 5×2×1,6 m. La zone de préparation outillage est adjacente à l'autoclave ASC.

Expansion continue

La visite revient au hall du bâtiment, où des centaines de pièces sont exposées. « Les structures hybrides sont l'avenir des composites », affirme Fine, notant que composites combinés avec métaux, par exemple dans la structure complexe de poste de pilotage de jet d'affaires de l'entreprise, permettent de gros assemblages drop‑in complexes. L'activité de Kanfit, ajoute‑t‑il, est 40 % composites et 60 % métaux, le côté composites croissant plus vite que les métaux à un taux de 10 % TCAC. Les axes de croissance de Kanfit sont aérospatial, défense et médical, surtout structures applications électromagnétiques (radomes et pièces médicales).

Remarquable parmi les autres pièces exposées : un tube de scanner CT en carbone composite de design breveté, que Fine dit contenir « beaucoup de secrets industriels ». Un radome quartz/époxy, fait avec cœur nid d'abeille ox‑core, développé pour un client militaire propriétaire. Aussi exposé : une antenne VOR (signaux radio 108‑117,95 MHz) composite 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 une performance d'antenne améliorée à 40 % coût inférieur que le design original métal‑centrique, au même poids », ajoute‑t‑il. Cette antenne était exposée à la récente conférence SME AeroDef à Long Beach, CA, USA.

Fine conclut : « Nous grandissons..., et nous poursuivons activement de nouvelles technologies. Par exemple, avec la nouvelle AFP robotique Ingersoll, nous pouvons changer la tête et déposer du matériau thermoplastique, et revenir au thermodurcissable. Nous avons l'intention de continuer à nous étendre et construirons un autre bâtiment dans les trois prochaines années. »