Construção do sistema de conformidade da impressão 3D na cadeia aeroespacial

Requisitos especiais da indústria aeroespacial para a impressão 3D

A indústria aeroespacial é um dos campos mais antigos e mais rigorosos de aplicação da tecnologia de impressão 3D. A busca extrema por segurança e confiabilidade na indústria aeroespacial faz com que a barreira de entrada nessa cadeia de suprimentos seja altíssima. O sistema de gestão da qualidade AS9100, a certificação de processos especiais NADCAP, a certificação de aeronavegabilidade e uma série de requisitos de conformidade formam a alta muralha de acesso que as empresas de serviços de impressão 3D precisam superar. As consequências da falha de peças aeroespaciais costumam ser catastróficas, por isso o setor exige um nível de confiabilidade do processo de fabricação muito superior ao dos setores industriais em geral. Tomando como exemplo a impressão 3D em metal, os requisitos de porosidade das peças aeronáuticas normalmente são inferiores a 0,2%; em áreas críticas, exige-se até densidade total; a detecção de defeitos internos deve usar tomografia computadorizada industrial, com precisão suficiente para identificar defeitos acima de 50 micrômetros; e cada lote de peças deve passar por testes destrutivos para verificar a consistência das propriedades mecânicas.

Sistema de certificação de materiais e gestão de pacotes de dados

Na cadeia de suprimentos aeroespacial, a certificação de materiais é o primeiro passo. Os materiais de impressão 3D não podem apresentar apenas o certificado de conformidade do fornecedor; eles também precisam ser aprovados de acordo com as especificações de materiais do cliente aeroespacial. A certificação de materiais normalmente inclui análise da composição química, testes de propriedades mecânicas, análise da microestrutura e verificação da consistência entre lotes. O pacote de dados do material é o principal entregável da certificação de materiais. Um pacote de dados completo deve conter a ficha técnica do material, a especificação do processo, o relatório de ensaio de desempenho, a caracterização microestrutural e os dados de controle estatístico de processo. Para materiais em pó metálico, também é necessário fornecer dados históricos sobre a distribuição granulométrica do pó, esfericidade, teor de oxigênio, fluidez e outros indicadores. Construir e manter um pacote de dados de materiais é um trabalho de longo prazo, que exige acumulação contínua de dados e gestão documental.

Qualificação do processo e inspeção da primeira peça

A qualificação do processo é o processo de comprovar que o processo de impressão pode produzir de forma estável peças conformes. No setor aeroespacial, a qualificação do processo normalmente segue protocolos rigorosos. O processo de qualificação inclui a definição da janela de parâmetros do processo, a realização de estudos de capacidade do processo, a conclusão da inspeção da primeira peça e a elaboração de um plano de controle do processo. A inspeção da primeira peça é uma etapa fundamental da qualificação do processo. Ela exige a verificação dimensional completa e a validação funcional da primeira peça produzida, garantindo que todos os requisitos de projeto sejam atendidos. O relatório de inspeção da primeira peça normalmente inclui dados de inspeção dimensional completa, resultados de testes de propriedades do material, relatórios de ensaios não destrutivos e uma declaração de conformidade. Após a aprovação da inspeção da primeira peça, a combinação de parâmetros do processo é bloqueada, e a produção subsequente deve segui-la rigorosamente.

Sistema de qualidade: AS9100 e NADCAP

O AS9100 é uma norma de sistema de gestão da qualidade aeroespacial baseada na ISO 9001, com requisitos adicionais específicos da indústria aeroespacial. Obter a certificação AS9100 é uma condição prévia para entrar na cadeia de suprimentos aeroespacial. O processo de certificação inclui a criação da documentação do sistema de gestão da qualidade, a implementação de auditorias internas, a avaliação por um organismo certificador de terceira parte e auditorias de supervisão contínuas. O NADCAP é o programa de certificação de processos especiais da indústria aeroespacial, abrangendo tratamento térmico, ensaios não destrutivos, testes de materiais, revestimentos e outros 18 domínios profissionais. A impressão 3D, como um processo especial, está tendo sua certificação NADCAP gradualmente estabelecida. Obter a certificação NADCAP, embora seja difícil e custoso, também é uma forma importante de as empresas criarem vantagens competitivas diferenciadas na cadeia de suprimentos aeroespacial.

Certificação de aeronavegabilidade e aprovação de peças

A certificação de aeronavegabilidade é a última barreira para a comercialização de peças aeroespaciais. Para peças impressas em 3D, a rota de certificação de aeronavegabilidade normalmente inclui a aprovação da especificação de material, a aprovação da especificação de processo, a aprovação da fabricação da peça e um certificado suplementar de tipo. O núcleo da aprovação da peça é demonstrar a equivalência, ou seja, comprovar que o desempenho da peça impressa em 3D não é inferior ao da peça do projeto original. A comprovação de equivalência normalmente exige uma grande quantidade de dados de testes comparativos, incluindo resistência estática, desempenho em fadiga e adaptabilidade ambiental. Para componentes estruturais críticos, também são necessários ensaios estruturais em escala real para verificar a capacidade limite de carga. Todo o processo de certificação de aeronavegabilidade pode levar de 1 a 3 anos e exigir um investimento de vários milhões de dólares. No entanto, uma vez aprovada, a peça passa a receber pedidos estáveis de longo prazo, e o retorno sobre o investimento é bastante considerável.

Gestão de rastreabilidade e sistema documental

A indústria aeroespacial exige um nível extremo de rastreabilidade dos produtos. Cada peça deve poder ser rastreada até o lote original de material, o equipamento de produção, os parâmetros do processo, o operador, os resultados de inspeção e os registros de entrega. Uma cadeia completa de rastreabilidade permite localizar rapidamente a causa raiz e tomar medidas corretivas quando um problema surge em uma peça. O sistema documental é a base da gestão de rastreabilidade. A quantidade de documentos gerados por projetos aeroespaciais é ...