Pfalz-Flugzeugwerke GmbH

Produção aeronáutica.

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Nome:	Pfalz-Flugzeugwerke GmbH (PFW)
Endereço:	Am Neuen Rheinhafen 10 67346 Speyer Alemanha
Phone:	+49 62 32-6 16-0
Fax:	+49 62 32-6 16-204
Atividade:	Produção aeronáutica
Web site:	http://www.pfw.aero/

TopSolid e Pfalz-Flugzeugwerke

Apenas como uma produtora automobilística, um aumento no número da grande escala de fabricantes de aeronaves, como por exemplo o Airbus, são representantes de desenvolvimento de tarefas para seus fornecedores. Os fornecedores são normalmente forçados a utilizar os mesmos sistemas CAD / CAM como seus respectivos clientes. A dificuldade de cada sistema, entretanto, é particularmente complexo. Por essa razão, a programação intuitiva CNC é feita com mais dificuldade desde os empregados do chão de fábrica que possuem o conhecimento necessário de produção, mas normalmente seus computadores não possuem as habilidades anteriores. A Pfalz-Flugzeugwerke GmbH (PFW) tem encontrado uma solução para este problema: Os modelos do CATIA projetados, são convertidos em geometrias do TopSolid, Que são utilizados então para criar programas de usinagem com o software CAM da Missler software.

Hoje, a Pfalz-Flugzeugwerke GmbH carrega o mesmo nome como em 1913 quando a aeronave militar era produzida na Speyer location. Neste intervalo, entretanto, a empresa foi novamente fundada após a Segunda Guerra Mundial como o Ernst Heinkel-Fahrzeugbau GmbH. Desde então, a empresa tem mudado seu proprietário várias vezes causando mudanças no nome. A partir de 1964 até 1983, a empresa ficou com o nome de Vereinigte Flugtechnische Werke VFW, e desde 1969 to 1980 ele foi chamado de Vereinigte Flugtechnische Werke – Fokker GmbH.e parte da empresa era chamada de Messerschmidt-Bölkow-Blohm GmbH até Deutsche Airbus GmbH tomar o comando em 1991.

Até a barreira aérea da Deutsche Airbus GmbH, que depois se tornou Deutsche Aerospace Airbus e então Daimler-Benz Aerospace Airbus GmbH, a aeronave Palatinate construídos e produzidos por corpos de casca, montagens estruturais, e componentes de equipamentos. Quando em 1997, o espaço do Airbus em Speyer estava em risco de ser fechado, o gerenciamento e funcionários da empresa tomaram o comando. Hoje, a PFW emprega aproximadamente 800 funcionários e suas vendas anuais arrecadam mais que EUR 130 milliões de EUROS (ano financeiro 2000). Com sua localização nos US, a única fonte de fornecimento de componentes para o Airbus abre as portas para os fabricantes da aeronave Americana.

Os fornecedores na indústria de aviação estão sujeitos a grandes pressões de tempo desde os fabricantes da aeronave acelerarem constantemente o processo de montagem da aeronave. Ao mesmo tempo, os clientes estão dando a oportunidade de decidir no equipamento final de sua aeronave até algumas semanas antes da entrega. Entretanto, os fornecedores de certos componetes de sistema devem ter excepcionalmente tempos de execução curtos. O tumulto econômico atingiu algumas linhas aéreas na linha de ataque do dia 11 de Setembro está acrescentado adiante o tempo de pressão. Os clientes falidos da Airbus, como por exemplo a Swissair, tem cancelado ordens para aeronaves que estavam conforme para entrega. Esses planos agora precisam ser modificados para serem vendidos a outros clientes.

"A logística de negócios foi detonada após o dia 11 de setembro 11," diz Peter Hammann, supervisor do centro de controle para os sistemas de carregamento de cargas e montagem de componentes estruturais da PFW. A PFW fornece o Airbus com tubulação e sistemas de tanques adicionalis, montagens estruturais e sistemas de carregamento de cargas. Todos esses produtos precisam estar adaptados ao tipo de aeronave e necessidades do cliente. A Swissair, por exemplo, prefere soluções totalmente automatizadas. Outras linhas aéreas operam em países de trabalho barato e preferem sistemas de carregamento de cargas manuais. "Se o cliente mudar, nós precisamos estar aptos a traçar componentes que devam ser montados a fim de fornecer a substituição de peças o mais rápido possível," explica Hammann.

Em comparação aos sistemas de tubulação, os processos de manufatura de sistemas de carregamento de cargas, tem uma alta intensidade de produção. A PFW obtém sistemas de controle eletrônicos e peças móveis como construção de componentes de freio ou pinos de parada em condutores de outros forneedores, mas essas peças estão completadas e pré-montadas no espaço Speyer. Como resultado, se certos componentes tiverem sido substituídos, um grande número dos passos de processo ainda precisam ser executados pelo PFW.

Maior responsabilidade para PFW

Anteriormente, os sistemas de carregamento de carga utilizados para ser designados pelo Airbus em si e eram então fabricados em Speyer. Hoje entretanto, a responsabilidade para novos desenvolvimentos tem sido substituídos pelo fornecedor. Para a nova fuselaje do Airbus 380, PFW não será somente projetar e produzir o sistema de carregamento de cargas mas também será responsável pela documentação, o sistema de aprovação pela German Civil Aviation Authority (Luftfahrt-Bundesamt, LBA), e a montagem do sistema do espaço Airbus em Hamburg – desde que o contrato está concebido anteriormente a planta do Airbus. O processo oferecido ainda não foi concluído.

Suas novas funções como parceiros de desenvolvimento significam um investimento substancial para fornecedores. Para estar apto a satisfazer as altas necessidades da Airbus, a PFW já tem investido aproximadamente 100,000 EUROS para o conceito e o protótipo de novo sistema de carregamneto de cargas. Devido ao seu peso, A 380 será equipado com mecanismos adicionais nas laterais do corpo da aeronave, desta forma, reduzindo o espaço de carregamento sem levar em conta esta pressão, os containers precisam estar voltados para a área de entrada e longitudinalmente no corpo de A 380.

Nestes últimos anos, a PFW tem estabelecido seu próprio departamento de projetos para reunir seus novos desafios no desenvolvimento de produto. A escolha de um sistema veio a ser supérfluo após a Airbus ter decidido executar o processo de modelamento inteiro em 3D utilizando o software CATIA. A PFW teve que ir adiante com sua decisão. Entretanto, em seus departamentos de produção e projetos de ferramentas interconectados, a PFW utiliza as soluções da Missler Software TopSolid e TopSolid'Cam.

"Originalmente, nós queríamos ter uma solução CAD / CAM para projeto e manufatura, quan quando a Airbus aceitou tão logo pela decisão de uma solução, nós apenas fomos adiante e introduzimos o TopSolid'Cam em 1999," explica Hammann, que agiu de acordo com sua decisão mesmo após a implantação do CATIA. "Eu quero que a programação do CNC seja feita no departamento ed manufatura. Não é suficiente criar os caminhos das ferramentas baseadas em geometrias. Este passo requer uma tecnologia especial. Para este trabalho, eu preciso de pessoas que saibam como operar as máquinas, pessoas que tenham recebido treinamento extra – mas o CATIA não é a ferramenta correta para eles."

Usinagem a partir do material sólio em bruto

Os métodos de manufatura mais comuns em Speyer são o fresamento, furação e rebitagem. Peças de alumínio exceto para perfis, são usinados de material sólido em bruto desde os regulamentos de segurança de aviação explícitos, proíbem o uso de peças fundidas sob pressão. Mesmo sem aqueles regulamentos,a ferramenta de produção não poderá ser custo-eficientes em mais casos, como somente em um pequeno número de peças é necessário. "Pedidos para mais de 100 peças são muito raros," diz Hammann. "Nós verificamos colocar as coisas na fresa. Nós temos peças onde o ângulo de quebra de cavaco atinge 95%, por exemplo de 12 quilogramas de material em bruto, somente 600 gramas serão utilizados."

Antriormente, os caminhos de usinagem usados para ser programados diretamente na máquina ou com um simples editor. As limitações desses dois métodos em breve se tornam peças óbvias progressivamente complexas a fim de reduzir o peso a um mínimo sem comprometer a funcionalidade e a durabilidade. "No projeto das aeronaves, o peso é a medida de todas as coisas," diz Hammann. "Para A 380, as peças estão planejadas para serem ainda mais leves, mas, ao mesmo tempo, elas precisam estar aptas a sustentar cargas pesadas. Os perfis de roller conveyors serão equipados som centenas de furos de alívios nas arestas, que reduz seu peso num total de 20 quilogramas. Geralmente, qualquer material supérfluo será removido para reduzir o peso, que algumas vezes resultam em belas formas peculiares."

Seguro, entretanto, é mais importante que reduzir o peso – especialmente na indústria de aviação. Se um container de carga ou mesmo um tanque adicional vier solto durante a decolagem ou aterrissagem, o avião certamente irá colidir. Por esta razão, as necessidades com relação a materiais e métodos de manufatura são muito rígidos, como Hammann seguindo os pontos de exemplos externos. "Normalmente, o vendedor decide qual lubrificante de refrigeração é utilizado por uma máquina. No nosso caso, a LBA nos diz qual lubrificante de refrigeração usar."
O aumento da complexidade das peças requer a compra de novas máquinas para fresamento e centros de usinagem. A fim de utilizar as novas máquinas eficientemente, a PFW também precisa de um poderoso sistema CAM. Dois sistemas estavam pré-selecionados, uma elas era da Missler software com que Hammann já tinha trabalhado em um projeto de implantação em outra empresa. Seus alcances funcionais e a melhor relação entr equilíbrio preço/performance em favor do TopSolid e TopSolid'Cam.

"O software precisa ser fácil de aprender," diz Hammann. "O mais importante eram as funções de simulação gráfica desde as novas máquinas de usinagem que utilizam muita água e então o operador não pode ver nada. Ele escuta somente a colisão e já é tarde demais. Hoje, as máquinas são rápidas durante a operação que estavam entre operações de 10 anos atrás. O operador não tem nenhuma chance de reagir a tempo. Entretanto, nós temos que ter certeza que nada pode dar errado." Com a PFW os tempos iniciais reduziram, os tempos de manutenção tornaram-se impossíveis. Algumas das máquinas funcionam numa base de 24 horas.

Encontrando um parceiro competente

Tentando evitar casas grandes de sistema, Hammann procurava por um pequeno mas competente parceiro próximo que também estivesse de acordo em ajustar os pós-processadores a um preço razoável. Com o passar do tempo, a PFW tem adquirido diversas máquinas diferentes com diversas unidades de controle, algumas das quais estão de preferência os pouco comuns, como por exemplo, as máquinas para produção de cadeiras deslizantes ou transportador de roletes. "Uma grande prestadora de serviço, não poderia ajustar um pós-processador para uma única máquina, ou mesmo se pudesse, o preço estaria muito além de nosso alcance," diz Hammann.

West, baseada em uma prestadora de serviços em Saarbrücken, apresentado para ser um parceiro adequado para PFW. A Missler vende parceria com a West não faz somente a implantação do software, treina a equipe, e fornece suporte, a empresa também ajusta pós-processadores, que não era sempre uma tarefa fácil. "Nosso perfil das máquinas de usinagem estão ajustadas para nossas necessidades," explica Hammann. "Um braço está preso ao fuso, causando o processo de furação inverso. Como resultado, mudanças na direção de rotação e abastecimento. Além disso, o ponto zero desloca em 200 milímetros. Mas como eu explico isso para meu computador?" Atualmente, controlando a máquina de cinco eixos, algumas vezes causa dificuldades, mas Hammann é confiante para estar apto a resolver este problema em colaboração com a West.

A instalação do CAM inclui duas estações de trabalho com o TopSolid'Cam, mas será expandido por uma terceira estação se a PFW ganhar o contrato com a Airbus 380. O software é instalado sob o sistema operacional Windows 2000 nos PCs que basicamente formam um ambiente de trabalho em uma rede. Os PCs devem acessar aos dados do CAD do departamento de projetos e também recuperar seus próprios dados do servidor. O controle externo de ambos os computadores, entretanto, não é grande o suficiente como as frequentes atualizações do Outlook e Office causando problemas. Além do mais, os programas da Microsoft atrasam computadores até uma certa extensão que o software deve ser instalado em estações de trabalho separadas.

Interface CATIA sem falhas

Os especialistas em manufatura da PFW utilizam o software CAD/CAM da Missler principalmente para operações de programação em usinagem. Os dados do CAD do departamento de projetos que devem ser convertidos em geometrias do TopSolid pela equipe de programação em CNC utilizando a interface de forma eficiente CATIA a base para essas operações. "Eu posiciono os modelos de um modo que como poucos fixadores possíveis são necessários para as operações de usinagem. Então eu defino a estratégia de usinagem e fornece o projet conceitual desejado," explica Dirk Martens, um dos dois especialistas em CAM da PFW. Normalmente, o operador da máquina em questão está presente também e faz sugestões.

A fim de entender melhor as peças e evitar mudanças posteriores, os programadores CNC discutem as peças com os projetistas. Algumas vezes, os programadores sugerem mudanças para facilitar os processos de usinagem. Geralmente, as geometrias das peças não são ou raramente somente modificadas no TopSolid, a menos que as mudanças sejam insignificantes e as programações das peças já tenham sido completadas. Devido a total associatividade entre os dois módulos, um único clique com o mouse é suficiente para atualizar ambos os programas.

Os modelos das peças do TopSolid não são utilizadas somente para programação da usinagem mas para a qualidade do gerenciamento também. Algum tempo atrás, a PFW teve instalado uma nova máquina de medição Zeiss para checar rapidamente os exemplos iniciais em 3D. Essas dimensões permitem que a equipe do chão de fábrica usine imediatamente mais peças se a qualidade é aceitável. Como a máquina de medição não pode ler dados do CATIA, um arquivo STL do modelo TopSolid é criado e então comparado com os dados físicos de medida.

Poderosas funções de simulação

A equipe de manufatura estava apta a trabalhar com o software CAM após uma semana de treinamento somente, de qualuqer forma sua produtividade ainda era limitada. "Controlando como uma ferramenta não é uma tarefa fácil. Entretanto, nós investimos com satisfação no treinamento do usuário," disse Hammann. "Ele não faz sentido em gastar milhões em um novo maquinário, mas tenta salvar uns poucos milhões de Euros em treinamentos." De acordo com Dirk Martens, especialista em TopSolid'Cam é fácil, mas ainda é impossível sem treinamento, especialmente desde que as novas funções foram adicionadas em cada versão nova.

O software de CAM da Missler cobre todas as funcionalidades desejadas pela PFW. "As funções automáticas incluídas no software ajuda o usuário na definição de estratégias de usinagem," diz Martens, "mesmo se ele quisesse ser rápido para adicionar manualmente um contorno ao perfil a ser processado e dizer ao programa o que você pretende fazer. Você deve verificar se você quer utilizar as funções automáticas ou não."

Martens considera uma das funções técnicas do TopSolid'Cam de simulação extremamente confiável. "Contanto que a máquina, ferramenta e fixadores estejam integradas em base de um a um e que o pós-processador seja capaz de realizar o programa corretamente como nós o simulamos no computadorr." Os especialistas em CAM da PFW, devem primeiro simular a estrutura do fuso no TopSolid, como os fabricantes de máquinas não fornecem modelos 3D aos seus clientes. A West tem ajustado o software de modo que permita o uso de ferramentas de corte modificadas, exemplo: os caminhos da usinagem serão corrigidos consequentemente.

É possível ao usuário visualizar a quantidade de material removido após cada passo tendo que recalcular o bruto da geometria da peça. Uma coisa, Martensreclama do tempo que o programa precisa para processar alguns passos da usinagem. "Uma outra pequena desvantagem é que você precisa recalcular cada passo de usinagem se você modificar somente a velocidade rotacional ou o avanço da primeira ferramenta."

Rápido e mais preciso

Na opinião de Hammann, a aplicação do software CAD/CAM da Missler resulta em menores tempos de execução, mesmo se a quantia exata salva não possa ser especificada. O processamento do CAM de peças complexas é certamente rápido que a programação manual. Entretanto, os benefícios podem ser obtidos somente se o software for utilizado junto com as novas máquinas. Hammann utiliza o seguinte exemplo para explicar seu ponto de vista: "Utilizando o software CAM junto com a nova máquina para produção do alojamento de um fecho da porta de carga, nós estávamos aptos a reduzir o tempo de produção em 60%. Uma das razões para esta redução de tempo era que menos instalações eram necessárias. Ao mesmo tempo, a precisão era aprimorada como instalações que causam pequenas divergências de vez em quando."

Por Michael Wendenburg, Sevilla
Photos BG Concept Marketing Communication

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