Comment les entreprises aérospatiales peuvent-elles faire passer la fabrication additive au niveau supérieur avec le MES ?

L'industrie de l'aérospatiale et de la défense (A&D) est l'une des premières à adopter l'impression 3D. La plupart des principaux équipementiers et fournisseurs de l'aérospatiale utilisent l'impression 3D pour le prototypage fonctionnel, la fabrication d'outillage et l'allègement des pièces d'utilisation finale.

Tout en cherchant à étendre la FA dans l'aérospatiale, les utilisateurs de la FA tournée vers l'avenir recherchent des moyens de permettre un flux de travail FA reproductible. Atteindre la répétabilité et assurer la qualité des pièces AM, cependant, est toujours plus facile à dire qu'à faire.

Alors, à quels défis les entreprises de l'aérospatiale et de la défense sont-elles confrontées une fois qu'elles ont adopté la FA ? Et plus important encore, quelles solutions peuvent les aider à surmonter ces défis et à tirer parti des avantages de la fabrication numérique ?

Fabrication additive dans l'industrie aérospatiale et de la défense

La pandémie de Covid-19 a provoqué un arrêt sans précédent du trafic aérien mondial de passagers en 2020, entraînant de nombreuses conséquences néfastes pour les avionneurs.

Pour mieux préparer l'entreprise à la reprise, les fabricants et les fournisseurs de l'aérospatiale se sont tournés vers les technologies numériques, dont la FA, pour raccourcir les délais, améliorer l'efficacité énergétique et augmenter la durabilité globale du transport aérien.

Bien que la FA ne soit pas une nouveauté pour les entreprises aérospatiales, ce n'est que récemment que la technologie est devenue suffisamment avancée pour être utilisée dans des applications aérospatiales fonctionnelles.

Cependant, la technologie AM et les processus qui l'entourent sont encore loin d'être pleinement matures. Alors que l'industrie développe constamment de nouvelles normes, matériaux et systèmes, la réalisation d'une FA reproductible est une entreprise difficile pour la plupart des entreprises.

En savoir plus sur les applications d'impression 3D dans A&D : 

• Impression 3D pour les cabines d'avion 

• Les fusées imprimées en 3D et l'avenir de la fabrication d'engins spatiaux

Cinq défis pour une FA évolutive dans l'aérospatiale – et comment un MES additif peut vous aider 

1. Respect des normes de l'industrie et certification des pièces AM pour le vol

Les acteurs A&D évoluent dans un environnement hautement réglementé. Les entreprises doivent se conformer aux réglementations concernant la sécurité de l'information, la tarification des contrats et les coûts des projets. Ils sont également soumis à des exigences d'audit et d'intégrité des produits.

La conception, la production et la maintenance de tous les avions nécessitent les approbations de la FAA aux États-Unis et de l'EASA en Europe. Bien que ces réglementations soient essentielles pour la sécurité des passagers et des opérateurs, elles obligent également les équipementiers et les fournisseurs à maintenir des normes de qualité élevées pour leurs produits et services.

Les exigences exactes s'appliquent également aux pièces fabriquées de manière additive. Alors que les normes et réglementations relatives à l'impression 3D dans l'aérospatiale sont progressivement élaborées, les entreprises aérospatiales doivent constamment relever le défi de mettre en place le flux de travail qui facilite la conformité et le contrôle d'audit.

Comment MES prend en charge la conformité réglementaire

Le logiciel MES pour la fabrication additive permet aux équipementiers et fournisseurs de l'aérospatiale d'améliorer la conformité aux exigences réglementaires, comme l'AS9100, en collectant, en suivant et en contrôlant les données en direct sur les pièces et les processus.

Ces informations permettent aux responsables de prendre des décisions plus éclairées qui contribuent à améliorer la gestion des domaines ayant un impact sur la qualité des produits.

Un autre avantage du MES est le contrôle de la conception. Le MES aide les fabricants à s'assurer que le processus est suivi tel qu'il a été conçu par l'ingénierie. Cette application soutient la standardisation des opérations, améliorant encore la traçabilité et la répétabilité.

2. Réduction du délai de livraison des pièces AM et de la longueur de la chaîne d'approvisionnement

Les carnets de commandes record des équipementiers commerciaux soutiennent la production à terme pendant 8 à 10 ans.

Alors que les OEM accélèrent la production pour livrer leurs gros carnets de commandes, les fournisseurs à différents niveaux de la chaîne d'approvisionnement seraient sous pression pour une livraison rapide tout en maintenant la qualité et en gardant les coûts sous contrôle.

De nombreux fournisseurs ont investi dans des capacités de fabrication additive pour soutenir une production plus rapide de composants d'avion critiques, y compris les pièces de cabine et les composants de moteur (par exemple, les chambres de combustion, les injecteurs, les pompes et les soupapes de propulseur principal).

Mais pour suivre le rythme de la demande croissante, les entreprises aérospatiales exécutant des opérations de FA doivent garantir le bon niveau d'excellence opérationnelle.

Atteindre ce niveau d'excellence exigerait des équipementiers et des fournisseurs qu'ils intègrent leur réseau de chaîne d'approvisionnement. Le défi majeur ici est que de nombreuses entreprises ne connaissent toujours pas les solutions disponibles pour la FA qui peuvent connecter différentes parties de la chaîne d'approvisionnement.

Comment le MES facilite les chaînes d'approvisionnement numériques

Créer une chaîne d'approvisionnement intégrée pour la FA signifie établir une plate-forme numérique centralisée pour la gestion, l'acheminement et le suivi des travaux entre différents fournisseurs.

Les solutions MES de pointe pour la FA permettent aux entreprises de se connecter directement avec leurs fournisseurs et sous-traitants préférés. En configurant la plate-forme pour être utilisée des deux côtés, les entreprises peuvent créer un réseau qui simplifie la communication avec les fournisseurs et permet l'acheminement des tâches de production et de post-traitement.

Les solutions MES avancées peuvent aller encore plus loin pour permettre un routage automatisé des travaux en fonction de paramètres prédéfinis tels que le délai et le coût.

3. Réduction des coûts de fabrication additive et du gaspillage de matériaux de grande valeur

Des matériaux de qualité supérieure pour le vol sont nécessaires pour imprimer en 3D des pièces d'avion fonctionnelles. De tels matériaux, qu'il s'agisse de composites renforcés de carbone ou de métaux comme le titane, sont très coûteux.

Pour utiliser la fabrication additive dans l'aérospatiale de manière rentable, les entreprises doivent garantir une utilisation efficace des matériaux. Ceci, cependant, n'est pas si facile.

Imaginez un scénario où vous commencez une construction en utilisant de la poudre de titane. Votre imprimante 3D fonctionne depuis plusieurs heures, faisant fondre et solidifiant des couches de poudre métallique coûteuse. Et une fois le travail terminé, vous découvrez que la pièce a échoué et que la panne s'est produite quelque part au milieu du travail.

Dans le cas de la poudre de titane, cela signifie du temps machine et des déchets matériels d'une valeur de plusieurs milliers de dollars.

Malheureusement, de telles situations ne sont pas rares en AM. Bien que des constructions ratées se produisent, les entreprises aérospatiales devraient envisager des moyens de minimiser les déchets.

Comment MES aide à réduire les coûts

Un système d'exécution de fabrication additive peut aider les entreprises aérospatiales à réduire leurs coûts et à réduire les déchets de matériaux dans des situations telles que celles décrites ci-dessus.

Comment?

Les solutions MES avancées peuvent s'intégrer aux systèmes AM pour une surveillance des machines en temps réel. Ainsi, par exemple, lorsqu'une erreur se produit pendant le processus d'impression, un opérateur peut recevoir une notification via MES et arrêter la machine avant qu'une trop grande quantité de matériel coûteux ne soit gaspillée.

Lire aussi :Comment pouvez-vous tirer parti de la surveillance des imprimantes 3D pour faire évoluer la fabrication additive ?

4. Assurer la protection IP des données AM

La réduction des risques d'atteinte à la propriété intellectuelle, en particulier pour les données sensibles telles que les fichiers de conception et les paramètres de production, est de la plus haute importance pour les entreprises A&D.

C'est pourquoi il est essentiel d'utiliser des systèmes prenant en charge la protection IP et garantissant que les données restent intactes lors de la gestion des opérations AM.

Comment le MES additif améliore la sécurité 

Pour garantir la sécurité des données, les systèmes MES additifs avancés, qu'ils soient sur site ou basés sur le cloud, sont conçus pour répondre aux normes industrielles spécifiques à l'aérospatiale en matière de sécurité et de gestion des données.

En plus de cela, l'additif de qualité aérospatiale MES a la capacité interne de sécurité des systèmes et d'échange de données sécurisé. Par exemple, cela inclut la restriction de l'accès au système pour toute personne non autorisée à accéder à l'application.

En outre, les solutions MES additives modernes prennent également en charge l'authentification unique (SSO) - un outil d'authentification des utilisateurs d'entreprise qui permet aux utilisateurs de se connecter et d'accéder à plusieurs applications et sites Web à l'aide d'un seul ensemble d'informations d'identification.

L'authentification unique réduit les risques de sécurité de plusieurs manières. Par exemple, les utilisateurs n'ont plus à garder une trace de dizaines de mots de passe, tandis que les organisations aérospatiales peuvent renforcer la sécurité de l'identité avec des techniques telles que l'authentification à deux facteurs.

5. Établir la visibilité et la traçabilité des opérations de FA

La complexité et la nature numérique de la FA nécessitent une visibilité en temps réel et un contrôle flexible. Et pourtant, peut-être quelque peu paradoxalement, les entreprises qui adoptent des technologies de pointe, comme la FA, continuent de s'appuyer sur des systèmes hérités, tels que des impressions et des feuilles de calcul, pour collecter des données et organiser la production additive.

Le papier est un trou noir pour la visibilité, et les données collectées manuellement sur papier sont propices aux erreurs.

En plus du papier, de nombreuses entreprises s'appuient à tort sur leur ERP pour combler le manque de visibilité. Cependant, les systèmes ERP ont du mal à suivre et à gérer le travail de manière adéquate.

En tant que système transactionnel, l'ERP intervient en amont de la chaîne de valeur de production. Il gère les commandes et les transactions financières, mais il ne peut pas capturer les nuances ou les liens de cause à effet requis dans un workflow.

Une forte visibilité sur la production FA permet d'identifier facilement les erreurs et de découvrir les opportunités d'amélioration. Voici comment un MES additif peut vous aider.

Comment le MES additif améliore la visibilité de la production

Le MES joue un rôle essentiel au centre de l'opération de fabrication additive, reliant le personnel de l'atelier, les systèmes AM, les stations de post-traitement, la logistique, les ventes et la planification. Sa capacité à aligner ces différentes fonctions et à offrir une visibilité aux principales parties prenantes stimule les performances et la conformité dans l'ensemble de l'organisation.

Essentiellement, il offre une fenêtre sur toutes les activités essentielles à une production AM réussie.

Par exemple, le MES additif permet une visibilité de la production AM en fournissant un aperçu en temps réel du calendrier de production et de l'utilisation de la machine.

Imaginez une situation où le responsable peut voir les performances des machines AM dans un tableau de bord en temps réel. Doté de la capacité de voir ce qui se passe en temps réel, le responsable peut travailler avec les opérateurs pour identifier les équipements sous-performants, prendre des mesures proactives et maintenir les performances globales.

En fin de compte, l'ensemble de l'installation AM fonctionne plus efficacement lorsque l'équipe, à tous les niveaux, dispose d'informations de production en temps réel à portée de main.

Fabrication additive dans l'aérospatial :atteindre la répétabilité et la qualité avec le MES 

La fabrication additive est devenue une technologie à part entière dans la boîte à outils des avionneurs. La question n'est donc pas de savoir pourquoi adopter la FA mais comment garantir son efficacité et son évolutivité en production.

Une solution qui s'avère indispensable est le MES additif. Conçu pour les exigences uniques de la FA, le MES additif aide à établir un flux de travail conforme et axé sur la qualité. De plus, il connecte numériquement l'atelier avec le reste de l'organisation, collectant et diffusant des données précises et en temps réel nécessaires pour améliorer les performances.

En fin de compte, l'infrastructure numérique est essentielle pour permettre une FA efficace. Les entreprises aérospatiales peuvent jeter les bases d'une telle infrastructure avec un MES additif et assurer leur compétitivité dans la fabrication numérique du futur.

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