A pesar de la complejidad y la naturaleza de alto riesgo de la industria, la cantidad de accidentes e incidentes que involucran aviones comerciales ha disminuido constantemente a lo largo de los años. Según la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA), la tasa mundial de accidentes de aviones en 2021 fue de 0,24 por millón de vuelos, lo que equivale a un accidente por cada 3,9 millones de vuelos. Esta es una mejora significativa con respecto a la década de 1980, cuando la tasa de accidentes era de alrededor de 1 por millón de vuelos. El compromiso de la industria con la seguridad se refleja en los rigurosos procesos de prueba y certificación de las aeronaves y sus componentes, incluidos los ensambles.
La fijación juega un papel fundamental en la seguridad y confiabilidad de las estructuras aeroespaciales, ya que garantiza que los diferentes componentes permanezcan juntos y funcionen según lo previsto durante las duras condiciones a las que están sujetos. Si bien puede parecer un detalle menor, la integridad de los ensambles puede marcar la diferencia en el éxito o el fracaso de un vuelo. Esta es la razón por la cual los fabricantes aeroespaciales han establecido normas y pautas rigurosas para la selección, instalación y mantenimiento de sujetadores.
En este artículo, describiremos los principales estándares de sujeción en la industria aeroespacial, exploraremos el papel crucial de las herramientas de torque inteligentes en el ensamblaje aeroespacial, discutiremos los desafíos y consideraciones únicos para el control de calidad de la sujeción y examinaremos las últimas innovaciones en tecnología de sujeción.
Normas de fijación
Varias asociaciones, incluidas ISO, SAE y AIA, así como administraciones como la FAA y la NASA, han desarrollado estrictos estándares de calidad y seguridad para ayudar a los fabricantes y proveedores aeroespaciales a garantizar la más alta calidad en cada parte del proceso de ensamble y fabricación.
Estos estándares incluyen todos los aspectos del diseño, selección, instalación e inspección de elementos de fijación, así como los procedimientos de control de calidad.
La mayoría de las organizaciones que operan en la industria aeroespacial deben registrarse en uno de los siguientes estándares: AS 9100, AS 9110 o AS 9120. Kolver cumple con ISO 9001 desde 1998.
La Administración Federal de Aviación también ha proporcionado una guía completa de métodos, técnicas y prácticas aceptables para la inspección y reparación de aeronaves: AC 43.13-1B.
Particularmente relevante para la sujeción es la sección 7-40, que se enfoca en el torque, su párrafo introductorio dice “No se puede exagerar la importancia de la aplicación correcta del torque. Un torque insuficiente puede resultar en un desgaste innecesario de tuercas y pernos, así como también de las piezas que aseguran. El exceso de torque puede provocar la falla de un perno o una tuerca al sobrecargar las áreas roscadas. Las cargas desiguales o adicionales que se aplican al conjunto pueden provocar desgaste o fallas prematuras.“
Dos mandatos clave son:
- calibre la herramienta de torque al menos una vez al año, o inmediatamente después de que se haya abusado o se haya caído, para garantizar una precisión continua. Para obtener más información sobre este tema, consulte nuestro artículo "Calibración de herramientas 101".
- Agregue el torque de fricción al torque deseado. Esto se conoce como "torque final".
La línea de atornilladores eléctricos transductorizados K-DUCER de Kolver tiene una función de torque avanzada que monitorea dinámicamente el torque predominante (de fricción) encontrado durante la fijación y puede agregarlo al torque final, asegurando una fuerza de sujeción uniforme aplicada en todas las juntas. Para obtener más información, lea nuestra serie de artículos sobre estrategias de torque que comienzan con "Ejecución de estrategias de Torque en el proceso de ensamble".
El cumplimiento de estos estándares es esencial para garantizar la selección, instalación e inspección adecuadas de los sujetadores y las herramientas de torsión que se utilizan en las aplicaciones aeroespaciales, lo cual es fundamental para la seguridad y confiabilidad de los sistemas aeroespaciales.
Control de calidad
Otra razón por la que la industria aeroespacial tiene un buen historial en lo que respecta a la confiabilidad de ensamble se debe a las sólidas prácticas de control de calidad implementadas tanto por los fabricantes de sujetadores como por las líneas de ensamble que los instalan.
En el frente de la fabricación de sujetadores, esto incluye probar cada lote de sujetadores para garantizar que cumplan con las especificaciones requeridas de resistencia, durabilidad, resistencia a la corrosión y confiabilidad. Se emplean varias formas de prueba, que incluyen prueba ultrasónica, inspección de partículas magnéticas (MPI) y prueba de vibración, y cualquier sujetador defectuoso o que no cumpla con los requisitos se rechaza y no se usa en el producto final. Profundizaremos en el tema específico de los sujetadores aeroespaciales en un artículo posterior.
En el frente del ensamble, las líneas de producción han adoptado por completo las prácticas de la Industria 4.0 y utilizan herramientas de torque inteligentes como K-DUCER de Kolver para garantizar la instalación adecuada de cada sujetador de acuerdo con sus especificaciones; si se detecta alguna anomalía, o si se pierde un sujetador por completo, la operación de ensamble no podrá avanzar más. La trazabilidad completa de cada operación de apriete significa que todos estos datos se capturan y almacenan para ayudar a identificar posibles problemas en tiempo real, optimizar los procesos y garantizar el cumplimiento de los estándares antes mencionados, lo que da como resultado una mayor producción y menos reprocesamiento.
Los fabricantes aeroespaciales también utilizan cada vez más la automatización y la robótica para ensamblar componentes complejos con un alto grado de precisión y repetibilidad, lo que reduce la frecuencia del error humano y los riesgos de seguridad resultantes (así como las costosas reparaciones y demoras). Automatizar el ensamble de una aeronave o nave espacial completa sería una tarea colosal, pero la automatización de subensambles y tareas de dominio estrecho como la perforación de orificios y la fijación de bajo torque es mucho más factible; con cientos de miles de sujetadores que se utilizan para cada avión, las ganancias de eficiencia siguen siendo enormes. Los beneficios de calidad y seguridad son aún mayores cuando se cambia de herramientas manuales con inspecciones manuales y verificación escrita en documentos en papel a cobots que usan herramientas de apriete programables e inteligentes como K-DUCER de Kolver que pueden detectar dinámicamente y responder a condiciones de apriete complejas, todo mientras se recolectan y almacenan los datos sobre cada operación de apriete individual para garantizar la calidad. Estas herramientas inteligentes también facilitan la tarea esencial de programar la calibración regular que cumple con la norma ISO y el almacenamiento de registros de calibración para referencia futura, un proceso que a menudo se pasa por alto pero es esencial.
A medida que más partes de las fábricas aeroespaciales se automaticen y sean compatibles con la Industria 4.0, los beneficios seguirán aumentando, mejorando aún más los productos finales y el historial de seguridad de la industria.
El panorama
Las aeronaves y las naves espaciales están sujetas a algunas de las condiciones más duras de cualquier vehículo de transporte utilizado por humanos. Las fuerzas atmosféricas, las temperaturas extremas, los rayos ultravioleta, la tremenda fuerza G y la radiación ejercen una presión increíble sobre cada componente, grande y pequeño.
Una larga tradición de sólidos procesos de control de calidad, combinados con la estricta supervisión regulatoria bajo la que opera, le han dado a la industria aeroespacial una reputación por los más altos estándares de calidad y rendimiento. La tendencia reciente hacia la integración de prácticas, automatización y tecnologías robóticas de la Industria 4.0 en sus líneas de producción ha agregado un impulso adicional a la mejora continua del historial de seguridad de la industria, y Kolver está a la vanguardia de esta transformación tecnológica. Al proporcionar atornilladores eléctricos Industria 4.0 como el K-DUCER a las fábricas aeroespaciales, a menudo integrados en soluciones completamente automatizadas, Kolver ayuda a los fabricantes a cumplir con todos los estándares que deben cumplir, mejorar la productividad y el control de calidad, y maximizar la seguridad y la confiabilidad de los productos terminados.