Le moulage de nouvelles méthodes de production fait gagner du temps et de l'argent à l'Air Force > Air Force Sustainment Center > Nouvelles

La 448e escadre de gestion de la chaîne d'approvisionnement, qui fait partie de l'Air Force Sustainment Center, a une nouvelle approche de fabrication additive pour résoudre un vieux problème, l'approvisionnement en pièces difficiles à acquérir pour les avions hérités.

En recréant numériquement le moule utilisé pour créer des pièces moulées, au lieu de construire la pièce à partir de zéro, le bureau du programme d'approvisionnement alternatif stratégique peut travailler avec les fournisseurs pour produire des pièces plus rapidement tout en économisant de l'argent de l'Air Force.

"Nous essayons de trouver des moyens d'obtenir plus rapidement les pièces en faible quantité", a déclaré Loren Lutz, ingénieur en chef de la propulsion de la gestion du cycle de vie de l'Air Force. "Nous prenons en charge un nombre important d'anciennes plates-formes et nous allons continuer à les prendre en charge pendant longtemps. Nous devons trouver comment obtenir les pièces dont nous avons besoin. Tout ce que nous pouvons faire techniquement pour rendre cela possible, puis travailler avec nos partenaires du côté de la chaîne d'approvisionnement pour pouvoir aller les acheter est vraiment précieux. "

La fabrication additive est une spécialité du laboratoire d'ingénierie inverse et d'outillage critique de la Tinker Air Force Base, connu sous le nom de REACT, depuis plusieurs années. Cependant, la taille et la complexité de certaines pièces ne se prêtent pas aux méthodes d'impression 3D actuelles où la pièce est construite à partir de zéro. Même si la pièce devait être recréée selon cette méthode, la pièce serait soumise à de longs tests de navigabilité avant d'être autorisée à voler.

C'est le cas du carter de boîte de vitesses arrière d'un turboréacteur TF33. Fabriqué à partir de magnésium, le boîtier était à l'origine produit par coulée - en versant du métal fondu dans un moule puis en fraisant la pièce pour produire un produit final. Le moule utilisé pour créer la pièce est également connu sous le nom d'outil dur et est généralement fabriqué à partir d'acier à haute résistance.

Un prototype de carter de boîte de vitesses arrière TF33 se trouve sur une table à Tinker Air Force Base, Oklahoma, le 25 août 2022. Le prototype a été fabriqué selon le même processus que la pièce d'origine, mais le moule pour sa coulée a été fabriqué de manière additive, permettant de créer des pièces à la demande. (Photo US Air Force par Paul Shirk)

Des variantes de l'avion à moteur TF33 telles que le B-52H Stratofortress, le E-3 Sentry et le E-8 JSTARS. Alors que ces avions hérités continuent de voler, des pièces qui ne devaient pas s'user doivent être remplacées.

"Si nous n'avons pas acheté cette pièce depuis 20 ou 30 ans, nous n'avons plus l'outillage dur ; les fabricants d'équipement d'origine, les fournisseurs, ils ne l'ont pas", a déclaré Randolph Harris, responsable du programme OTA du 429th Supply Chain Management Squadron. "C'est pourquoi il faut 900 jours ou plus pour obtenir ces pièces, car ils vont passer les 18 à 24 premiers mois à recréer l'outillage dur."

Le fait que de nombreuses pièces ne seront nécessaires qu'en petit nombre s'ajoute au problème, ce qui oblige de nombreux fournisseurs à ne pas soumissionner pour un contrat.

Le projet Pathfinder pour résoudre ces problèmes a débuté en 2019, explorant l'utilisation de la fabrication additive pour relever les défis de la sécurisation des pièces moulées.

En utilisant la pièce réelle comme guide, de nouveaux moules numériques ont été créés. Par rapport à l'original, les pièces obtenues sont précises au millième de millimètre. Même le lettrage en relief sur un orifice d'entrée d'huile est identique.

Un gros plan du lettrage de l'orifice d'entrée d'huile de récupération est illustré sur un prototype de carter de boîte de vitesses arrière TF33 à Tinker Air Force Base, Oklahoma, le 25 août 2022. Le prototype, coulé à partir d'un moule fabriqué de manière additive, correspond exactement à la pièce d'origine, jusqu'au lettrage. Étant donné que la pièce a été fabriquée selon la même méthode que l'original, aucun test de navigabilité prolongé n'est requis. (Photo US Air Force par Paul Shirk)

Le temps qu'il a fallu pour développer le nouveau procédé et construire un prototype était en fait plus court que le délai de production qu'aurait nécessité le carter de boîte de vitesses s'il avait été produit selon des méthodes traditionnelles.

"Ce que nous retirons réellement de ce processus, c'est le package de dessin complet de la façon dont vous fabriquez la pièce", a déclaré Lutz. "C'est le dessin de moulage, le dessin de fabrication et le dessin final de la pièce ; c'est tout ce dont vous auriez besoin pour fabriquer la pièce, ce qui représente un niveau de connaissance plus profond que celui que nous avons sur nos pièces qui proviennent des équipementiers."

Avec les plans numériques en main, un moule en sable pour couler la pièce a été créé. Le moule en sable est détruit au cours du processus de fabrication, mais peut être facilement recréé la prochaine fois qu'une pièce est nécessaire. Ce qui prenait normalement plus de 900 jours peut maintenant être réalisé en 30 à 60 jours.

"Nous avons utilisé la fabrication additive dans ce processus, mais nous n'avons pas à faire de carte de contrôle de configuration, nous n'avons pas à faire de navigabilité, à moins que l'ingénieur ne me dise le contraire, car cette pièce est produite exactement comme la pièce que nous avons déjà installée", a déclaré Harris. "Ce que nous avons fait différemment, c'est que Renaissance Services, Inc. a développé le processus et nous avons retiré l'outillage dur, fabriquant le moule de manière additive."

Parce que l'Air Force possède la propriété intellectuelle qui en résulte, elle peut être confiée à d'autres fournisseurs pour la production plutôt que d'être liée à un seul fabricant. La pièce pourrait également être fabriquée en interne, ce qui rendrait la situation beaucoup plus compétitive avec un fort potentiel d'économies.

Les castings sont là où le projet a commencé, mais ce ne sera pas là où il se terminera. L'une des principales missions du bureau SASPO est de faire correspondre les besoins de l'armée de l'air avec les fournisseurs qui peuvent aider à maintenir la flotte.