Los requisitos especiales de la industria aeroespacial para la impresión 3D
La industria aeroespacial es uno de los primeros campos de aplicación de la tecnología de impresión 3D y, a la vez, uno de los más exigentes. La búsqueda extrema de seguridad y fiabilidad en la industria aeroespacial hace que la barrera de entrada a esta cadena de suministro sea muy alta. El sistema de gestión de la calidad AS9100, la certificación de procesos especiales NADCAP, la certificación de aeronavegabilidad y una serie de requisitos de cumplimiento conforman la alta muralla de entrada que las empresas de servicios de impresión 3D deben superar. Las consecuencias del fallo de una pieza aeroespacial suelen ser catastróficas, por lo que la industria exige una fiabilidad del proceso de fabricación muy superior a la de los sectores industriales generales. Tomando como ejemplo la impresión 3D de metal, el requisito de porosidad para las piezas aeronáuticas suele ser inferior al 0,2%, y en las zonas críticas incluso se exige una densidad completamente plena; la detección de defectos internos debe realizarse con TC industrial, y la precisión de inspección debe ser capaz de identificar defectos superiores a 50 micrómetros; cada lote de piezas debe someterse a ensayos destructivos para verificar la consistencia de las propiedades mecánicas.
Sistema de certificación de materiales y gestión de paquetes de datos
En la cadena de suministro aeroespacial, la certificación de materiales es el primer paso. Los materiales de impresión 3D no pueden limitarse a aportar un certificado de conformidad del proveedor; también deben superar la certificación según las especificaciones de materiales del cliente aeroespacial. La certificación de materiales suele incluir análisis de composición química, ensayos de propiedades mecánicas, análisis de microestructura y verificación de la consistencia entre lotes. El paquete de datos del material es el entregable central de la certificación de materiales. Un paquete de datos completo debe incluir la ficha técnica del material, las especificaciones del proceso, los informes de ensayos de rendimiento, la caracterización microestructural y los datos de control estadístico del proceso. En el caso de materiales en polvo metálico, también es necesario aportar datos históricos sobre la distribución del tamaño de partícula, la esfericidad, el contenido de oxígeno, la fluidez y otros indicadores del polvo. Establecer y mantener un paquete de datos de materiales es una tarea a largo plazo que requiere acumulación continua de datos y gestión documental.
Calificación del proceso e inspección de la primera pieza
La calificación del proceso es el procedimiento que demuestra que el proceso de impresión puede producir de forma estable piezas conformes. En el ámbito aeroespacial, la calificación del proceso suele seguir protocolos estrictos. El proceso de calificación incluye definir la ventana de parámetros del proceso, realizar estudios de capacidad del proceso, completar la inspección de la primera pieza y establecer un plan de control del proceso. La inspección de la primera pieza es un eslabón clave de la calificación del proceso. Esta inspección exige la verificación dimensional completa y la validación funcional de la primera pieza producida, para asegurar que todos los requisitos de diseño se cumplen. El informe de inspección de la primera pieza suele incluir datos de verificación dimensional completa, resultados de ensayos de propiedades del material, informes de ensayos no destructivos y una declaración de conformidad. Una vez aprobada la inspección de la primera pieza, esa combinación de parámetros de proceso queda bloqueada y la producción posterior debe seguirla estrictamente.
Sistema de calidad: AS9100 y NADCAP
AS9100 es una norma de sistema de gestión de la calidad aeroespacial basada en ISO 9001, a la que se añaden requisitos específicos del sector aeroespacial. Obtener la certificación AS9100 es un requisito previo para entrar en la cadena de suministro aeroespacial. El proceso de certificación incluye establecer la documentación del sistema de gestión de la calidad, realizar auditorías internas, someterse a la auditoría de un organismo de certificación de terceros y, posteriormente, a auditorías de supervisión continuas. NADCAP es el programa de certificación de procesos especiales de la industria aeroespacial, que abarca 18 áreas profesionales, entre ellas tratamiento térmico, ensayos no destructivos, pruebas de materiales y recubrimientos. Como proceso especial, la impresión 3D está viendo cómo se establece gradualmente su certificación NADCAP. Aunque obtener NADCAP es difícil y costoso, también es una vía importante para que las empresas construyan una ventaja competitiva diferenciada dentro de la cadena de suministro aeroespacial.
Certificación de aeronavegabilidad y aprobación de piezas
La certificación de aeronavegabilidad es la última barrera para la comercialización de piezas aeroespaciales. En el caso de las piezas impresas en 3D, la ruta de certificación de aeronavegabilidad suele incluir la aprobación de las especificaciones de materiales, la aprobación de las especificaciones del proceso, la aprobación de la fabricación de piezas y el certificado suplementario de tipo. El núcleo de la aprobación de piezas es demostrar su equivalencia, es decir, que el rendimiento de la pieza impresa en 3D no sea inferior al de la pieza del diseño original. La demostración de equivalencia suele requerir una gran cantidad de datos de ensayos comparativos, incluidos resistencia estática, comportamiento a fatiga y adaptabilidad ambiental. Para componentes estructurales críticos, también es necesario realizar ensayos estructurales a escala real para verificar la capacidad última de carga. Todo el proceso de certificación de aeronavegabilidad puede llevar entre 1 y 3 años y requerir una inversión de varios millones de dólares. Sin embargo, una vez obtenida la aprobación, la pieza recibirá pedidos estables a largo plazo y el retorno de la inversión será muy considerable.
Gestión de trazabilidad y sistema documental
La industria aeroespacial exige el máximo nivel de trazabilidad del producto. Cada pieza debe poder rastrearse hasta el lote original de material, el equipo de producción, los parámetros del proceso, el operador, los resultados de inspección y el registro de entrega. Una cadena de trazabilidad completa permite, cuando surge un problema en una pieza, localizar rápidamente la causa raíz y aplicar medidas correctivas. El sistema documental es la base de la gestión de trazabilidad. La cantidad de documentos generados por los proyectos aeroespaciales es la de los proyectos industriales ordinarios
Envíe un modelo, plano, imagen o notas por escrito. Los ingenieros revisarán el material, el proceso, el acabado y la entrega según el uso real.