Jelajahi STELIA Aerospace: Pabrik Aerostruktur Terdepan Prancis di Méaulte
Dengan 7.000 karyawan di seluruh dunia dan pendapatan tahun 2018 sebesar 2,2 miliar euro, STELIA Aerospace (Toulouse, Prancis) dengan jelas menyatakan produk utama dan posisi industri utamanya: Nomor 1 di Eropa/Nomor 3 di dunia untuk aerostruktur, Nomor 1 di dunia untuk kursi pilot dan kru, dan Nomor 3 di dunia untuk kursi penumpang kelas pertama dan bisnis.
Penggunaan komposit oleh STELIA Aerospace mencakup bagian fuselage depan Airbus A350, sayap untuk pesawat turboprop ATR, berbagai struktur helikopter, dan beberapa produk kursi, termasuk kursi OPAL terbaru. Fasilitas produksi komposit mencakup situs Prancis Méaulte (bagian fuselage besar) dan Salaunes (bagian komposit lebih kecil), bagian detail dan perakitan di Maroko dan Tunisia, serta berbagai bagian komposit untuk pesawat, pertahanan, dan ruang angkasa di situs sebelumnya Composites Atlantic di Lunenburg, Nova Scotia, Kanada.
STELIA Aerospace terbentuk melalui penggabungan dua subsidi Airbus sebelumnya pada 2015, yaitu Aerolia dan Sogerma. Situs Méaulte — yang berjarak 1,5 jam berkendara utara Paris — mencakup 49 hektar dengan 150.000 meter persegi ruang produksi, 1.500 karyawan dan 500 subkontraktor, dan merupakan bagian penting dari rantai pasok Airbus. Lokasi kota kecil ini menyembunyikan pusat produksi yang hebat, "mengirimkan 860 bagian fuselage hidung untuk A320, A330, A350, A380 dan A400M pada 2018," ujar manajer komunikasi STELIA Méaulte, Francois Fournier. Ia menjadi pengemudi saya melalui produksi fuselage hidung A350 "Factory of the Future" situs ini dan fasilitas R&T STELIALAB, diiringi oleh Olivier Canal, kepala R&T manufaktur, perakitan & otomatisasi, komposit & pabrik digital STELIA Aerospace Méaulte, dan Simon Maire-Vigeur, kepala manufaktur komposit R&T, STELIALAB.
"Factory of the Future"
Selama presentasi perkenalan di gedung pusat situs, Fournier menjelaskan bahwa STELIA Aerospace telah berinvestasi dalam teknologi masa depan, seperti manufaktur digital dan otomatisasi termasuk realitas augmentasi/realitas virtual yang digunakan untuk meningkatkan efisiensi produksi dan robot/cobot untuk perakitan yang lebih efisien.
"Masa depan adalah komposit dan struktur logam," ujar Canal. "Kami mencoba mendefinisikan solusi masa depan bukan untuk menggantikan pekerja kami, tetapi untuk membuat mereka lebih efisien."
Penggerak efisiensi ini paling baik ditegaskan oleh inisiatif "Factory of the Future" yang dimulai lima tahun yang lalu untuk memenuhi peningkatan produksi A320 dan A350. "Kami mengadopsi strategi industri baru untuk situs ini," ingat Canal, yang merupakan manajer proyek untuk inisiatif ini. "Kami ingin memiliki kemampuan untuk memenuhi tarif produksi yang bervariasi dan mengembangkan tooling fleksibel yang dapat digunakan kembali dari satu program ke program lain."
Hasil lain dari pemikiran ulang ini adalah mengassign gedung untuk program tertentu. "Masing-masing akan memiliki satu garis dan satu tim," ujar Canal, "dan dirancang dengan pendekatan manufaktur lean yang berfokus pada eliminasi pemborosan dalam tenaga kerja, gerakan, bahan, dan proses." STELIA Aerospace juga mendesain ulang garis A320 dan mendapatkan peningkatan produktivitas sebesar 10-20 persen, "yang sebenarnya merupakan peningkatan yang signifikan," ujar Canal. "Kami mencapai ini dalam 2,5 tahun, mengubah lebih dari 50 persen jejak produksi situs ini sambil mempertahankan produksi dan pengiriman tepat waktu 100 persen tanpa kehilangan kualitas." Keberhasilan ini dikreditakan pada dukungan manajemen tingkat tinggi, "tapi kami juga bekerja keras agar pekerja memiliki rasa kepemilikan," katanya.
Canal menjelaskan bahwa desain gedung produksi A350 berukuran 30.000 meter persegi ditentukan oleh alur, yang ditunjukkan dalam bentuk U-nya, dengan bahan baku memasuki satu ujung dan bagian fuselage yang selesai keluar dari ujung lainnya. "Semua untuk produksi struktur A350 kami ada di gedung ini, mulai dari tata letak awal hingga perakitan akhir. Ini penting, misalnya, memungkinkan masalah kualitas apa pun untuk diidentifikasi dan ditangani dengan cepat dan mudah," katanya.
Untuk A350, STELIA Aerospace memproduksi bagian fuselage hidung 11, yang seluruhnya logam untuk tahan lebih baik terhadap kerusakan tabrakan burung, serta asambl hybrid logam/komposit yang kompleks untuk bagian 12 dan unit bawah bagian 11/12, yang termasuk bak landasan hidung. Fournier menampilkan video "Factory of the Future" STELIA Aerospace, menunjukkan garis pulsa, seperti yang digunakan untuk perakitan otomotif. "Kami menyiapkan garis demo untuk memungkinkan pekerja melatih dan mengalihkan pemahaman tentang garis bergerak ini, yang bekerja pada takt time tertentu untuk memenuhi produksi penuh," ujar Canal.
Aspek lain adalah teknologi digital. "Solusi digital memungkinkan kami untuk menempatkan semua skema teknis dan langkah pada tablet dan memastikan akses ke mockup 3D terbaru untuk setiap bagian," ujar Canal. Pekerja tetap mendapatkan informasi tentang detail dan perubahan penting sementara manajer dengan mudah mendapatkan notifikasi tentang masalah potensial. "Kami juga mengembangkan realitas augmentasi untuk membantu perakitan, misalnya, proyeksi pada cangkang fuselage yang menunjukkan bagian mana dan di mana pemasangannya harus dilakukan," ujar Canal. Dia menambahkan bahwa cobot inspeksi digunakan untuk menyelesaikan skan 3D bagian yang selesai yang kemudian dibandingkan dengan mockup digital, mengidentifikasi objek asing atau bagian yang hilang, masalah kualitas, dan sebagainya.
Tur kami dimulai di ruang bersih gedung produksi A350, di mana mesin penempatan serat otomatis (AFP) Coriolis (Quéven, Prancis) menata letak cangkang fuselage polimer terkuat serat karbon (CFRP) besar untuk unit bawah bagian 11/12, dan mahkota serta dua cangkang sisi untuk bagian 12. Cangkang ini kemudian dipasangkan dengan stringer yang telah diprafabrikasi, dikemas vakum, dan dikuring dalam autoklaf. Setelah pengeringan, mereka diratakan dan dimuat pada alat penanganan yang memungkinkan pengiriman mudah melalui semua langkah perakitan, yang mencakup bor robot dan pemasang pemasang. Setiap panel diperiksa menggunakan pengujian non-deflasi otomatis (NDT). Asambl yang selesai dikirim ke garis perakitan fuselage Airbus di Saint Nazaire, Prancis.
STELIALAB
Pemutaran berikutnya adalah pusat R&T STELIALAB berukuran 2.000 meter persegi, yang menempati setengah kiri IndustriLAB, fasilitas teknologi dan pelatihan regional yang terletak tepat di selatan kompleks gated STELIA. Kegiatan STELIALAB khusus untuk komposit, perakitan dan teknologi digital.
Tur di sini dimulai lagi di salle blanche (ruang bersih), ruang terbuka yang cukup besar dengan perlengkapan pembungkus dan alat tata letak. Simon Maire-Vigueur menjelaskan misi kelompoknya adalah mengidentifikasi masa depan untuk produksi volume besar dengan biaya rendah untuk sebagian besar bagian besar dan kompleks. Industrialisasi komposit termoestabil meliputi proses AFP kecepatan tinggi dan infusi resin cair (LRI), termasuk transfer molding resin (RTM), untuk struktur kotak tertutup besar seperti komponen sayap, pesawat horizontal, dan pesawat vertikal.
Meninggalkan ruang bersih, kami memasuki ruang AFP yang ditempati oleh mesin Coriolis yang dapat menata bagian hingga panjang 4 meter. Didedikasikan untuk R&T, Maire-Vigueur mencatat bahwa mesin ini digunakan lebih dari 200 hari per tahun. STELIALAB telah mengembangkan proses untuk mengintegrasikan penguat dan kulit kering yang dibuat AFP yang dikuring di luar autoklaf (OOA) menggunakan oven atau alat pemanas mandiri. "Kami lebih suka LRI dengan tekanan injeksi lebih rendah karena kami dapat menggunakan alat yang lebih murah," ujar Maire-Vigueur.
Peta jalan TPC
Mesin AFP ini juga digunakan untuk menata letak kulit demonstrator fuselage/ekor helikopter komposit termoplastik (TPC) murni sebagai bagian dari program pengembangan ARCHES TP. Ditampilkan di Salon Penerbangan Paris 2017 dan juga di JEC World pada 2018 dan 2019, dibuat menggunakan 8 benang serat karbon/polyetherketoneketone (PEKK) tape lebar 0,25 inci dengan pemanas laser. "Kami mengintegrasi perlindungan colokan kilat dengan AFP selama tata letak," ujar Maire-Vigueur. "Kulit dikuring OOA menggunakan film pembungkus Kapton, yang sebenarnya tidak terlalu praktis." Stringer berbentuk Omega dibuat dari panel datar unidirectional tape yang dibeli yang kemudian dibentuk stempel oleh Aviacomp (Toulouse, Prancis). Proses yang sama digunakan untuk bingkai, tetapi menggunakan plat yang terbuat dari bahan benang yang disuplai oleh Porcher (Badinières, Prancis) dan dicetak stempel di Cetim (Nantes, Prancis). Meski bingkai dipasang secara mekanis dengan cara standar, stringer dipasang menggunakan pengelasan induksi dinamis otomatis. "Ini memungkinkan biaya lebih rendah dan kemungkinan desain baru," ujar Maire-Vigueur. "Kami juga menunjukkan overmolding untuk titik pemasang, seperti untuk kabel listrik."
Saat ditanya tentang tantangan program, Maire-Vigueur menyebutkan tata letak, pengelasan, dan jadwal 15 bulan. "Bahkan mencapai stempel tanpa terlalu banyak distorsi pada bahan benang tidak mudah," katanya. Meski desain ekor selesai oleh kantor desain STELIA Aerospace di Toulouse, seluruh produksi diawasi oleh STELIALAB. Namun, ARCHES TP hanyalah satu langkah dalam peta jalan komposit termoplastik STELIA Aerospace. Perusahaan terus mengembangkan teknologi TPC untuk menunjukkan keberayaan fuselage TPC skala penuh dalam tahun-tahun mendatang.
Mengimajinasi ulang aerostruktur masa depan
Keluaran ruang AFP, tur melintasi aula terbuka yang sangat besar yang dibagi menjadi "sel pengembangan" yang aman oleh dinding sementara untuk melindungi kekayaan intelektual. Melintasi aula dan berbelok kiri, kami mencapai area dengan autoklaf Scholz (Coesfeld, Jerman) kecil yang mampu mencapai 450°C, dan mesin injeksi untuk infusi resin. "Karena peta jalan kami adalah untuk menguring OOA, kami sebenarnya menggunakan autoklaf seperti oven, menguring komposit termoplastik tanpa tekanan," menjelaskan Maire-Vigueur. Ada ruang pemotongan dengan tirai dan area di sampingnya dengan peralatan NDT, termasuk sistem C-scan kecil.
Kami berbelok lagi dan memasuki laboratorium pengujian besar. "Kami dapat mempelajari potongan lintang yang dioles untuk kontrol kualitas dan penyelidikan bahan dan proses," ujar Maire-Vigueur. Laboratorium juga dilengkapi dengan lengan Romer (Hexagon Manufacturing Intelligence, Shropshire, Inggris) untuk pengukuran koordinasi, dan peralatan untuk pengujian rasio volume serat, kekerasan, dan kimia. "Semua insinyur di tim R&T kami dapat melakukan kontrol bahan dan proses mereka sendiri," ujar Maire-Vigueur. "Kami melatih mereka agar dapat beroperasi dari desain hingga manufaktur sampai inspeksi dan pengujian bagian akhir. Ini penting untuk memahami seluruh proses dan memungkinkan penilaian cepat tentang masalah yang diduga dan penyebabnya. Desain tidak terpisah dari manufaktur dan pengujian kualitas."
Pemutaran terakhir adalah laboratorium otomatisasi besar di salah satu area yang dindingnya terpisah. Sekilas di dalam menunjukkan pekerjaan yang menjelajahi perakitan baru menggunakan robot dan cobot. "Kami melihat pengembangan lebih lanjut alat yang lebih kecil dan lebih fungsional dan mencoba membayangkan bagaimana Anda dapat memasang bagian bersama lebih cepat dan dengan biaya lebih rendah," ujar Canal. "Budaya kami adalah mendorong batas dan membuka jalan baru. Kami adalah pemimpin dalam penerapan robotika dan sekarang kami adalah pemimpin dalam mendorong teknologi komposit. Kami telah menunjukkan kemampuan kami untuk memikirkan ulang dan mengimajinasi ulang masa depan dan kami tidak akan pernah berhenti."
Generasi Berikutnya Manufaktur Penerbangan
Dengan industri penerbangan komersial diproyeksikan akan melipat ganda dalam 20 tahun ke depan, memenuhi permintaan pesawat penumpang dan pengiriman akan membutuhkan teknologi baru dan tingkat manufaktur yang tak tertandingi.
Pelajari lebih lanjut tentang bahan dan proses yang akan membentuk pesawat generasi berikutnya dalam kumpulan cerita dari CompositesWorld, Modern Machine Shop dan Additive Manufacturing, yang tersedia untuk dibaca atau diunduh secara gratis. Dapatkan di sini.
