Terwijl de lucht- en ruimtevaartindustrie worstelt met een ‘perfecte storm’ van problemen in de toeleveringsketen en materiaaltekorten, belichtte een panel van experts op de AMUG-conferentie van 2024 de uitdagingen en mogelijke oplossingen.
Dan Braley van Boeing Global Services benadrukte de urgentie van de situatie en schetste hoe geopolitieke conflicten, waaronder de oorlog in Oekraïne, onrust in het Midden-Oosten en de nasleep van de COVID-19-pandemie, ernstige verstoringen hebben veroorzaakt. Deze crisis is met name schrijnend voor de AM-sector, waar de doorlooptijden voor kritieke grondstoffen van ruimtevaartkwaliteit zijn verlengd tot enkele maanden, wat een van de belangrijkste voordelen van AM aanzienlijk ondermijnt: snelheid.
Laura Macht van het US Army DEVCOM Aviation and Missile Center benadrukte de unieke uitdagingen die gepaard gaan met het onderhouden van militair materieel. Met een focus op “niet meer in productie zijnde reserveonderdelen” wees ze op de moeilijkheden bij het verkrijgen van onderdelen voor oudere, vaak stopgezette, militaire hardware. Het probleem wordt verergerd door het feit dat veel van deze onderdelen alleen bestaan als verouderde of niet-digitale formaten, zoals 2D-handgetekende ontwerpen, waardoor hun reproductie via moderne AM-technieken wordt gecompliceerd. Macht benadrukte: “We bevinden ons in een omgeving waarin het onderhouden van oudere, high-mix, low-volume onderdelen een uitdaging is, vooral wanneer deze onderdelen tientallen jaren oud zijn en leveranciers niet meer bestaan.”
Hoor meer van experts uit de sector tijdens ons online-evenement Voordelen van additieve productie: lucht- en ruimtevaart en defensie. Registreer nu.
Boeing en ASTRO America projecteren Apache AH 64 Main Rotor Link Assembly Demonstrator gemaakt met Additive Friction Stir Deposition. Foto door Michael Petch.
Het overwinnen van obstakels in de toeleveringsketen, beschikbaarheid van materialen en de behoefte aan uniforme standaarden
Carl Dekker van Met-L-Flo benadrukte een scenario met verouderde materialen en componenten die niet meer in productie zijn. Hij merkte op: “Wanneer je een aanvraag krijgt voor een onderdeel, en geen van de genoemde leveranciers of materialen worden meer geproduceerd, is dat een serieus probleem. We kunnen het waarschijnlijk maken, maar tegen een krankzinnige prijs. Het gaat veel werk en samenwerking kosten.”
Dekker benadrukte ook de potentiële impact van collectieve actie door grote fabrikanten op de beschikbaarheid van materiaal. “Als Boeing, Lockheed, Northrop en L3 allemaal hetzelfde materiaal vragen, zouden fabrikanten misschien wel luisteren. Maar voor kleinere bedrijven is het verkrijgen van deze materialen een aanzienlijke uitdaging”, legde Dekker uit.
Paul Bates van ASTM benadrukte het belang van gestandaardiseerde kwalificatieprocessen in AM, vooral wanneer elke lucht- en ruimtevaartklant andere vereisten heeft. ASTM, een organisatie die normen ontwikkelt en publiceert, pakt dit aan door kwalificatiechecklists te verenigen in verschillende sectoren, waaronder lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie en medisch. Bates zei: “Er is behoefte om zaken gemakkelijker te maken voor progressie in AM. Door normen te verenigen, kunnen we helpen onderdelen sneller te bouwen en efficiënter aan de behoeften van klanten te voldoen.”
Scott Rose van Boeing Research and Technology schetste de diverse uitdagingen waarmee Boeing te maken heeft bij het sourcen en produceren van lucht- en ruimtevaartcomponenten. Rose benadrukte de complexiteit van de situatie en legde uit: “We hebben te maken met een scala aan problemen, van het sourcen van moeilijk verkrijgbare onderdelen en materialen tot het worstelen met verouderde specificaties. Soms komen we bijvoorbeeld 50 jaar oude lasspecificaties tegen of moeten we omgaan met de aanzienlijke kostenstijging van titanium.” Deze obstakels strekken zich uit over verschillende Boeing-afdelingen en benadrukken het ingewikkelde web van normen en materialen waar de lucht- en ruimtevaartproductie mee te maken heeft.
Braley, ook van Boeing, benadrukte de dringende behoefte aan efficiëntere ontwerpimplementatie, met name in situaties zoals vliegtuigen op de grond (AOG). Hij benadrukte het belang van snelheid bij het oplossen van deze problemen en zei: “Wat wordt er gedaan in het specificatie- en standaardenlandschap om een grotere AM-acceptatie mogelijk te maken? Alles wat we sneller kunnen doen, zou ons helpen om vliegtuigen weer in de lucht te krijgen.”
Als reactie hierop benadrukte Paul Bates van ASTM de inspanningen die worden geleverd om het standaardisatieproces te stroomlijnen en te versnellen. Hij wees erop dat de ontwikkeling van nieuwe normen sterk afhankelijk is van gegevens, die vaak tijd kosten om te verzamelen. Bates verklaarde: “Het Centre of Excellence voor ASTM in additief heeft de rol op zich genomen om begeleiding en ondersteuning te bieden voor onderzoeksnormen. Door te investeren in de ontwikkeling van gegevens, kunnen we het proces van het creëren van nieuwe normen versnellen.” Deze aanpak is gericht op het verenigen van vereisten in de hele industrie, waardoor snellere kwalificatie van leveranciers mogelijk wordt en efficiëntere productie en reparatie van lucht- en ruimtevaartcomponenten mogelijk wordt.
Metalen 3D-geprinte F/A-18 Trailing Edge Flap Hinge door Boeing en ASTRO America met behulp van Additive Friction Stir Deposition. Foto door Michael Petch
Navigeren door additieve productienormen in de lucht- en ruimtevaart: evenwicht tussen nauwkeurigheid en flexibiliteit
Macht van het Amerikaanse leger DEVCOM Aviation & Missile Center maakte zich zorgen over AM-normen. Hij vroeg zich af of te strenge normen een belemmering zouden kunnen vormen voor de invoering van AM vanwege de vermeende complexiteit ervan.
Paul Bates van ASTM erkende deze zorgen en merkte op dat er een evenwichtsoefening moet worden uitgevoerd tussen te veel voorschrijven en te weinig voorschrijven. Hij benadrukte de op consensus gebaseerde aard van het creëren van standaarden en stelde: “Standaarden worden gecreëerd door de industrie. Als je niet bent toegetreden tot het comité of je inbreng hebt geleverd, kun je niet verwachten dat het precies is zoals je wilt.”
Dan Braley gaf wat inzicht in hoe deze standaarden zich in de loop van de tijd ontwikkelen. “Het vergt iteraties van de standaarden door de jaren heen. Sommige zijn restrictiever geworden, of bedrijven maken hun eigen”, legde Braley uit.
Tot slot ging Carl Dekker van Met-L-Flo in op de praktische implicaties van deze normen voor leveranciers van Original Equipment Manufacturers (OEM’s). Hij besprak de uitdagingen van het voldoen aan verschillende specificaties en de noodzaak van open communicatie met klanten. “Wanneer we een verzoek krijgen, evalueren we de risicobeperking en stellen we een aanpak samen die al die specificaties omvat. Als iets niet haalbaar is, moeten we teruggaan en zeggen: ‘Hier is uw non-conformiteitsrapport, geef ons een richting’”, aldus Dekker.
Additieve productie in de lucht- en ruimtevaart: op zoek naar een uniforme bron van waarheid
Laura Macht benadrukte een ander belangrijk punt: “Wat is de bron van de waarheid?” Paul Bates van ASTM ging in op deze zorg en benadrukte het belang van het valideren van data. “Als er geen stamboom achter de data zit, waarom bemoei je je er dan mee?” vroeg hij, en drong er bij stakeholders op aan om zich in te zetten voor ASTM-programma’s.
Verder uitweidend over dit probleem besprak Dan Braley van Boeing Global Services de noodzaak om te voldoen aan de regelgeving van de Federal Aviation Administration (FAA) en het belang van gedetailleerd begrip en validatie door technische autoriteiten. Hij merkte op: “Elke nieuwe technologie die in een vliegtuig wordt toegepast, moet goed worden begrepen. We vertrouwen op onze stressanalisten en werken met verschillende commissies om ervoor te zorgen dat de gegevens bevredigend zijn.”
Wat betreft de betrokkenheid van FAA bij additieve productie of lucht- en ruimtevaart, zijn er zeker mogelijkheden voor meer betrokkenheid. Deelnemers gaven aan dat de FAA een voorzichtige houding aanneemt ten aanzien van AM, wat de acceptatie ervan in de sector mogelijk vertraagt.
Macht belichtte deze perceptie: “We moeten ze onderwijzen.” Ze wees erop dat deze regelgevende instanties openstaan voor het begrijpen van AM, maar dat er een aanzienlijke kloof is in hun vertrouwdheid met de technologie. “Wat moet ik weten over additief? Wat is dat porositeitsgedoe? Het is gewoon nieuw jargon waar ze niet naar kunnen kijken,” legde Macht uit.
Het panel benadrukte ook de rol van de FAA, niet als aanjager van AM-vereisten, maar als evaluator en beoordelaar van de vraag of bestaande vereisten toereikend zijn. De discussie suggereerde dat hoewel de FAA openstaat voor nieuwe technologieën, haar conservatieve aanpak meer draait om het waarborgen van veiligheid en naleving dan om het actief promoten van AM-acceptatie.
In de discussie over hoe nieuwe technologieën worden geïntegreerd, werd opgemerkt dat nieuwe technologieën in nieuwe platforms worden ingebakken en dat stapsgewijze veranderingen gepaard gaan met nieuwe programma’s. Deze verklaring wijst op een meer geleidelijke, programma-voor-programma adoptiestrategie voor AM in de lucht- en ruimtevaart, in lijn met de strenge veiligheids- en prestatienormen van de industrie.
Navigeren door intellectuele eigendomsrechten en zakelijke uitdagingen in additieve productie in de lucht- en ruimtevaart
Het gesprek verschoof naar intellectueel eigendom (IE) en de rol ervan in de industrie. Panelleden bespraken de complexiteit rondom IE, met de nadruk op hoe het zakelijke beslissingen en technologische vooruitgang beïnvloedt.
Laura Macht vestigde de aandacht op het zakelijke perspectief op IP en stelde: “IP is geld. Het is iets dat je kunt verkopen als een bezit of een serviceovereenkomst.” Ze benadrukte dat hoewel de technologie voor veilige IP-uitwisseling bestaat, de hindernis vaak door het bedrijfsleven wordt aangestuurd, waarbij bedrijven IP zien als een concurrentievoordeel. Macht ging ook in op de noodzaak van verschillende benaderingen van IP tussen het Department of Defense (DoD) en commerciële entiteiten: “Ik zou willen dat (de OEM’s) dit met mij delen. Is dat acceptabel? Ik mag egoïstisch zijn, toch?”
Een ander panellid merkte op dat de aard van defensie-acquisities evolueert en hoe dit van invloed is op IP-eigendom. Met veranderingen in de manier waarop de luchtmacht bijvoorbeeld inkoop benadert, verandert het landschap van IP-rechten voortdurend.
Carl Dekker benadrukte de rol van advocaten in het IP-proces, en gaf aan dat de drang naar maximalisatie vaak eenvoudige overeenkomsten compliceert. “Advocaten worden belast met het zo goed mogelijk voor hun cliënt te krijgen,” merkte Dekker op, wijzend op de invloed van juridische overwegingen op zakelijke beslissingen met betrekking tot IP.
De panelleden erkenden gezamenlijk de noodzaak van samenwerking en open discussies om deze uitdagingen op te lossen. Macht nodigde uit tot verdere dialoog over mogelijke oplossingen, met name in de context van DoD-gebruik, en benadrukte het belang van leren van verschillende perspectieven om effectievere benaderingen van IP in additieve productie te ontwikkelen.
Paul Bates sloot de levendige discussie af en riep op tot actie. “Ga niet achteroverleunen en klagen omdat je niet ziet wat je nodig hebt. Onderneem actie. Doe mee met het feest,” moedigde Bates aan, waarmee hij het belang van actieve deelname aan het vormgeven van de toekomst van de industrie onderstreepte.
Het panel sloot af met een consensus over de noodzaak van open en continue communicatie. “Het is verbazingwekkend hoe oplossingen kunnen komen als je de juiste mensen aan het praten krijgt”, aldus Dekker, die het sentiment van de discussie samenvatte. De oproep van de panelleden voor meer samenwerking, het delen van succes en proactieve betrokkenheid in de AM-community onderstreept een collectieve inspanning om uitdagingen te overwinnen en de grenzen van de additieve productie in de lucht- en ruimtevaart te verleggen.
Voor meer inzichten, neem deel aan ons evenement, Voordelen van additieve productie: lucht- en ruimtevaart en defensie.
Abonneer je op de Nieuwsbrief 3D Printing Industry om op de hoogte te blijven van het laatste nieuws over 3D-printen.
U kunt ons ook volgen op Twitterzoals onze Facebook pagina, en abonneer je op de 3D-printindustrie Youtube kanaal voor toegang tot meer exclusieve content.
