Une solution de scanning automatisée pour accélérer la fabrication aérospatiale

Scanner une surface d'aile en moins de quatre minutes

 

La ville de Wichita, dans l'État du Kansas, est considérée comme capitale mondiale de l’air. Cela est dû en partie au National Institute for Aviation Research (NIAR), un laboratoire de pointe en matière de construction aéronautique, rattaché à l'université d'État de Wichita et qui occupe une position de leader dans ce domaine. La région compte des OEM réputés dans le secteur de l'aérospatiale et de la défense, entre autres Boeing, Hawker Beechcraft Corporation, Bombardier Learjet, Cessna, Spirit Aerosystems et Airbus Americas Inc., pour en citer quelques-uns. Dans l'univers concurrentiel de la construction aéronautique de pointe, il est essentiel, pour pérenniser les activités, de développer de grands talents susceptibles de stimuler l'innovation. Le NIAR occupe une position unique en son genre pour couvrir les besoins en personnel hautement qualifié en matière d'assemblage d'avions. En raison de ses recherches aéronautiques de haut niveau, il a été choisi par le Président Obama comme centre de fabrication.

IMG_8717_blogCette distinction fait du NIAR un élément d'un réseau d'instituts de recherche à travers les États-Unis qui se concentrent sur le développement et la commercialisation de technologies de fabrication par le biais de partenariats public-privé entre l'industrie américaine, les universités et les agences du gouvernement fédéral. La valeur du laboratoire pour l'industrie privée ne peut être sous-estimée : en tant qu'organisme de recherche aérospatiale de premier plan, le NIAR fournit des services d'essai et de conception pour le développement de produits aéronautiques. Une initiative clé du NIAR, et de l'industrie à l'avenir, consiste à déterminer comment tirer parti des technologies de fabrication automatisée pour améliorer la vitesse et le débit. Bien que les fabricants d'automobiles aient adopté l'automatisation, en partie parce que le volume de production est si important, l'industrie aérospatiale a été plus lente à faire cet investissement

L’une des raisons de cette différence tient au volume de production. De nombreux constructeurs aéronautiques sont considérés comme des producteurs à faible volume, ce qui a retardé leur adoption des technologies d'automatisation actuellement utilisées par les équipementiers automobiles modernes. Mais cette tendance est en train de changer, car des organisations comme le NIAR démontrent qu'il est plus facile d'utiliser l'automatisation dans les marchés à faible production.

Récemment, le NIAR s'est engagé dans une collaboration avec Hexagon Manufacturing Intelligence pour développer une solution automatisée de scanning de surface d'aile destinée à l'industrie aérospatiale. À cet égard, les ingénieurs du NIAR et de Hexagon ont réalisé un scanning d'une petite surface d'aile d'environ 7 x 2 m, conçue pour un jet privé, en moins de quatre minutes, alors que cette opération prenait auparavant presque toute une journée. En tirant parti des capacités multitâches de la solution automatisée, NIAR a pu montrer sur l'aile d'avion à réaction qu'un réseau intégré de robots, de technologies de numérisation et d'outils logiciels pouvait gérer les tâches de métrologie et d'inspection de manière précise et répétitive.

Pour réaliser cette percée, l'équipe a utilisé un Leica Absolute Tracker AT960 combiné à un Leica T Scan 5, lui-même monté sur un robot ABB IRB 4600-40/2.55. M. Brian Brown, directeur du département Robotique & Automatisation du NIAR (Institut national de recherche aéronautique de l'université d'État de Wichita) a conduit le projet d'automatisation. En étroite collaboration avec les ingénieurs d'application de Hexagon Manufacturing Intelligence, ils ont réussi à mettre en place le processus de balayage automatisé en quelques heures. "Plutôt que de passer des heures, voire des jours, à inspecter manuellement de gros composants aérospatiaux, nous pouvons maintenant utiliser le Leica T-Scan 5 et ABB Robotics pour transformer le travail en un processus automatisé qui ne prend que quelques minutes," explique M. Brown.

Les résultats sont très encourageants. Malgré les défis que représente le balayage d'une grande section d'aile à finition métallique, les données de balayage de la surface ont été recueillies rapidement et avec un degré élevé de précision. La mission du NIAR est d'être l'endroit " où les plans d'essai deviennent des résultats " - les éléments structurels complets sont au centre de cette initiative.

IMG_8513__v2_blogLa capacité de fournir rapidement et avec précision un balayage de surface d'une aile de jet constitue une rupture par rapport aux processus de métrologie traditionnels des aéronefs, offrant une façon automatisée, précise et rapide de s'assurer que les assemblages aérospatiaux sont fabriqués comme prévu. " Comme nous pouvons maintenant inspecter de gros composants aérospatiaux en quelques minutes plutôt qu'en quelques heures ou jours grâce à l'automatisation et à l'équipement de métrologie haut de gamme, la productivité et l'efficacité peuvent être grandement accrues dans toute la gamme de produits ", ajoute Brian Brown.

Avec plus de 20 laboratoires centrés sur les essais relatifs à la technologie des cellules d'avion dans le cadre des procédures de certification, et un budget annuel de 45 millions de dollars américains, le NIAR ouvre la voie à des processus de fabrication aérospatiale avancés aux États-Unis. La construction d'avions fait tourner l'économie locale : Wichita compte 7 000 ingénieurs et 26 400 emplois dans la production aéronautique. 43 % des avions américains sont construits ici.

« Face à l'automatisation croissante des processus de fabrication aéronautiques, les entreprises cherchent à augmenter la vitesse, l'efficacité et la précision. En combinant l'expertise des laboratoires de l'université d'État de Wichita avec les compétences de l'équipe de Hexagon Manufacturing Intelligence, nous réussissons à développer et à implémenter d'une manière rapide et efficace des solutions économiques de grande valeur », conclut Brian Brown.

 

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