参观复材零件制造厂
位于爱荷华州和华盛顿州的Sekisui公司的复材制造厂：（左上角，顺时针）1.爱荷华州的奥兰治市、2.华盛顿州的伦顿、3.华盛顿州的萨姆纳
Sekisui Aerospace（美国华盛顿州伦顿）是波音公司、Spirit AeroSystems公司、柯林斯航空航天公司、GE发动机公司和其他公司的高容量复杂复合材料零件和组件的一级供应商。除了每年为航空发动机供应10000个零件，为商用飞机管道和内饰供应150000个零件外，该公司还在其全自动QForge生产线中每年生产100000个碳纤维增强热塑性复合材料支架。该公司的多种产品组合包括连接复合材料机身段的主要结构拼接带、医学成像和手术台，以及军用和商用无人机的机翼、机身和飞行控制结构。
它的工艺能力也很广泛，包括用热压罐和热压罐外(OOA-out-of-autoclave)固化的复杂预浸料叠层，但也在双马来酰亚胺(BMI)等高温材料和用于批量生产的压缩成型方面进行了广泛的工作，以及高精度航空发动机叶片、反推力装置的叶栅和电机部件的快速原型设计。Sekisui Aerospace还通过连续压缩成型(CCM- continuous compression molding)生产线和自动化冲压单元扩展了其热塑性复合材料的能力。
此外，它还投资了工业4.0，对正在进行的材料套 件、模具和零件实施射频识别技术(RFID-Radio Frequency Identification)跟踪。标签由与软件集成的天线读取，不仅可以可视化零件的位置，还可以可视化每个生产区域 的绿色或红色状态。该系统提高了萨姆纳的效率，减 少了废品和不合格零件。在奥兰治市，标签/条形码数据被输入到现场的监控和数据采集(SCADA- supervisory control and data acquisition)系统，使智能压力机能够加载每个零件的工艺配方，监控所有工艺数据，通知操作员潜在问题，并将数据记录到每个零件的数字线程中。
关键主题
爱荷华州，奥兰治市
- 压缩成型，压力刀，4.0 工作站
- 工具和产品开发
- 工业 4.0 智能压力机
- QForge 自动化 TPC
华盛顿，伦顿
- 符合人体工程学的铺放
- 固化、机加工、精加工
- CCM、APC 和热塑性零件
- 创新实验室
萨姆纳，华盛顿
- 热压罐区域、预热室
- RFID 跟踪，视觉工厂
- 流水线、垂直存储仓库、增长
- Sekisui Aerospace 的明日
Sekisui Aerospace成为复合材料零件首选供应商的愿景也聚焦于人。CW对这三个厂区的访问显示，员工队伍明显多样化，其中包括许多担任管理角色的女性和有色人种。该公司专注于改善（“为更好而改变”），认可其员工的专业知识，征求建议，并跟踪管理层的反应和实施。首席执行官Daniele Cagnatel因挑战该行业的低工资而遭到抨击。他在2023年2月《西雅图时报》的一篇文章中说：“忘掉每小时18美元或20美元吧。” 。“为什么我们不能支付每小时30美元？”他的愿景是使用更自动化和数字化的工作流程，用更少的管理人员为更少的技术工人提供高薪职业。他告诉CW参观人员：“我想雇佣工人来操作自动化工作站并检查生产的零件。” 。“所以，现在他们正在管理数字系统，应该得到更多的报酬，但他们也更有效率，思考如何改进工作站，以及我们下一步该做什么。然后我们开始给人们一份职业，而不仅仅是一份工作。”
他说，这一转变始于2017年，当时他离开GKN公司担任首席执行官，加入AIM Aerospace（美国华盛顿州伦顿），后者刚刚收购了Quatro Composites（美国爱荷华州奥兰治市）。AIM随后于2019年被 Sekisui Chemical（日本东京）收购。“我们已经走了很长的 路，”Cagnatel说，“但在接下来的5年里，我们将把这家公司变成一个非常不同的业务类型。”
爱荷华州，奥兰治市
CW编辑人员参观了这座9300平方米的设施，由现场总经理卢克·利文斯顿(Luke Livingston)和工程经理安迪·斯托布纳(Andy Stoebner)带领。他们指出了该厂区在2023年全球改善竞赛中获得的特别奖奖 杯。利文斯顿说：“我们赢得了所有Sekisui北美公司 （9家公司，24 个工厂）的胜利，证明了柯林斯航空 航天短舱复杂预浸料海狸尾零件的废料减少和工艺改进。” 。“Kaizen通过分解一个问题或过程，对其进行分析，然后以更好的方式将其重新组合起来，从而实现改进。Sekisui Chemical已经参与这项全球竞争50年了，Sekisui North America已经参与了25年。”
我们进入运输区的生产车间，在那里我们可以看到各种各样的零件。左侧的板条箱中装有多个碳纤维复合材料医学成像台以及波音787复合材料机身的拼接带。这些将尾锥与机身相匹配，由四块组成，通过 CFRP拼接板用螺栓连接成环箍。
在毗邻的洁净室中，四台Zünd（Altstätten Switzerland）自动帘布层切割机具有动态嵌套功能。斯托布纳说：“我们可以在同一预浸材料卷上为不同客户的多个零件嵌套数百层，这大大提高了我们的效 率。”。例如，短舱的海狸尾有60层。房间的右侧是切割台和整个工厂六个大型真空成型台中的一个，用于加热剥离叠层。左边是使用激光投影仪的铺放站， 大多数都有安装在柱子上的双投影仪。
SEKISUI航空航天压缩成型推力反向级联压缩成型专业知识。Sekisui Aerospace因其在压缩成型的CFRP预浸部件上减少废料而获得2023年全球改善竞赛特别奖（顶部）。这一专业知识延伸到模塑化合物和原型，如航空发动机推力反向器的高精度叶栅（底部）。
斯托布纳说：“我们一半的铺放工位都是用于压缩成型的零件，比如这些海狸尾。” 。“另一半是将进行热压罐固化的叠层，主要用于波音公司。”当我们走过海狸尾叠层站时，一名技术人员将叠层放在一个矩形心轴状工具上。他补充道：“这些都是CFRP加上一些 SurfaceMaster（苏威-Solvay公司生产的薄膜材料） 层，将使用我们专有的压棒工艺制造。”过去，这是一个充满5-6个工位的区域，BMI预浸料是为波音飞机中使用的通用电气航空航天发动机铺设的。我们离开洁净室，进入一个区域，里面有ASC热压罐公司（美国加利福尼亚州巴伦西亚）的四台热压罐。最大的前面是一套湾流航空航天公司的内部和结构部件，真空袋装，放在推车上，随时可以固化。
压缩成型，压力刀（pressclave），4.0 工作站
我们左转，进入一个主要用于预浸料部件压缩成 型的生产区。有几个大型压力机——0.8×2 米、1.3×1.3 米和0.5×2.4 米——以及 13 个较小的压力机，包括Accudyne Systems（美国特拉华州纽瓦克）、Wabash MPI（美国印第安纳州Wabash）和内部制造的机器。压缩成型按使用的工具分为四种类型：乳胶橡胶内胆、配套的金属模具、硅胶增强剂和压棒工艺。
斯托布纳解释说，压力刀(pressclave)模仿了热压罐，但能耗更低，循环时间更快。“我们可以每班生产 多个机舱面板，在热压釜罐固化至少需要6-8个小时。然而，我们可以在一次热压罐运行中堆叠许多零件。因此，与快速成型相比，热压罐固化许多零件的能力是有价值的。”
航空发动机零件工业4.0单元。robot从阴影板 （右后）上拾取预浸料层，取下衬纸并将其放入工具（左前）中，在那里相机检查准确性，压实单元滑动，使用滚筒施加压力。
我们使用robot（通用机器人，丹麦欧登塞）移动到一个封闭的工作区。利文斯顿表示：“我们正在努力在整个流程中实施更多的工业4.0 和自动化。” 。“该单元可在6×6米的区域内进行叠层、压实、压 模、后固化和机加工。”它是在内部建造的，用于为两种型号的GE航空发动机生产一系列垫片。机器人从阴影板托盘上编号的、成形的孔中抓取一层预切割的预浸料。然后取下衬纸并放置帘布层。相机会检查纸张是否已取出，放置是否正确，然后用滚筒压实帘布层。对每个帘布层重复此操作，直到叠层完成并转移到压机。
在单元的后部，零件直接从压机送入几个Haas (Oxnard，California，U.S.)加工工作站。操作员将零件从压力机转移到加工工作站中。利文斯顿说：“我们的下一次迭代将使这一步骤自动化。” 。
他指出，这个工作站也是改善流程和效率的改善项目的结果。他说：“这减少了物料搬运和操作员移动的工作量。”。“Sekisui Chemical一直是一家出色的母公司，投资我们，特别是在新冠肺炎期间，以提高我们的技术能力和生产能力，从而在航空航天市场 回归时做好准备。”
工具和产品开发
下一个区域容纳了一个来自CMS北美（美国密歇 根州喀里多尼亚）的1.2×1.2×3.7米五轴加工单元和两个 1.8×2.4×4.3 米 Zimmerman（德国诺伊豪森）单元。Stoebner 说：“我们还有多个三轴加工单元、一个台式路由器和一个五轴喷水切割机。” 。“因此，我 们可以自己加工模具和夹具。我们有一个蓝光扫描仪来确保公差，这使我们成为一站式商店，能够设计和生产我们自己的生产工具，并帮助我们的客户做到这 一点。我们还制造自己的CFRP工具。”
接下来，我们走进新产品介绍区，一家正在寻求认证的电动垂直起降(eVTOL)飞机的主要制造商正在那里完成工作。斯托布纳解释道：“我们正在与他们 （客户）合作，为他们的飞机的多个部件进行制造和工具设计，包括翼肋、稳定器和方向舵，以及测试。”。他补充道：“我们正在努力将叠层工艺工业化。”他指的是两种带有CFRP预浸叠层的中型金属工具。然后，他转向一个部分填满的落地货架。“这是专门针对该客户以及我们满足其需求所需的300多个上篮心轴和加工夹具的。”
在这个区域前面的桌子上有几个看起来像大型钟表齿轮的模压零件。斯托布纳说：“我们正在与汽车制造商合作，在eVTOL和汽车电动汽车中用CFRP取代金属。” 。“我们已经试验了多种方法，包括单向材料和短切纤维的混合物以及压缩成型化合物。”
工业 4.0 智能压力机
我们穿过过道，来到一排排Accudyne和Wabash打印机前。斯托布纳说：“我们在这些机器上安装了自己的HMI和控制装置，这样我们就可以监控和收集过程数据。” 。“操作员将扫描他们徽章上、正在使用的工具上和零件叠层上的条形码。所有这些都会输 入我们的监控和数据采集(SCADA- supervisory control and data acquisition)系统，然后该系统将提取出该零件 的正确配方。操作员加载工具并关闭压力机。在固化 过程中，我们将收集所有工艺数据，例如工具上的温 度、压力机和内胆工具内的压力，以进行全面跟踪每 个零件。我们知道谁加载了零件以及何时加载，再加上完整的运行数据与配方。我们不使用人眼进行检查，而是使用自动化。如果系统分析显示过程数据对 齐，则屏幕显示绿色信号。如果有任何问题，屏幕会发出红色信号。例如，如果固化要求在40分钟内以2度/分钟的速度倾斜，但机器关闭，那么我们可以查看该变化，以确定变化是否足以使零件质量受到质疑。这是在固化检查中构建的，就像在标准热压罐软件中 一样，但它都是根据每个客户和零件的规格进的。”
测试和 NDI
接下来，我们经过一个正在进行零件负载测试的区域。斯托布纳说：“髋关节置换手术的手术台等医疗设备的零件都经过了 100%的测试，包括扭转和移位。” 。“我们对无人机零件进行类似的测试。我们 记录测试数据和测试的摄像机镜头，并将所有这些记录下来，以进行统计过程控制。零件在测试过程中很少出现故障，但如果出现故障，我们可以很快追踪根本原因。”
在奥兰治市NDI实验室进行尺寸检测的坐标测量机 （CMM- Coordinate measuring machines）。
然后，我们穿过一组门进入一个房间进行尺寸控制测试和无损检测(NDI-nondestructive inspection)。左边是双桥坐标测量机CMM(Hexagon公司制造），右边是Creaform蓝光3D扫描系统（加拿大 Levis公司制造）， 该系统每秒收集180万个数据点，而实验室的Faro臂每秒收集10-15个数据点。Creaform用于构建零件热图、 年度工具检查和开发，例如，帮助客户在没有CAD文件的情况下对零件进行逆向工程。在背面，一个由美国国家航空航天局开发的闪光热 像仪位于右侧。热成像使用光或热来激发零件表面，并记录温度传导，以确认特征和识别缺陷。热成像室已经在这里使用了6-7年，目前用于检查无人机零件上的粘合。
此前，这是使用手持A扫描超声检测(UT)完成 的，仅一个结合区域就需要32小时。现在，所有的结合 区域在 4 小时内被扫描。左边是一个C扫描UT装置， 在一个框架中有两个喷射器/测试头，水平放置样品，一 个头在上面，一个在下面。Tecscan（加拿大圣布鲁诺·德蒙塔维尔）的一个新的 1.5×1.5×3.7 米 C 扫描系统也正 在安装中。
喷漆、精加工、装配
我们离开NDI室，进入喷漆和饰面区域，该区域包括两个油漆间、一个油漆混合间和一个油漆烤箱。右边是一个封闭的房间，里面有六个下通风台，用于打磨和其他预处理和后处理操作。回到左边，有许多用于边缘 密封和各种精加工过程的工位。接下来，我们经过两个房间进行组装操作，例如无 人机机身成型零件的集成，包括燃油管路和其他附件的 粘合夹。“作为我们禅宗哲学的一部分，我们不断改进 这个过程，” 斯托布纳说。“例如，我们使用头顶摄像头来检查部件位置，并帮助我们分析操作。我们从公司 的其他专业请来人员，帮助我们寻求质量和效率的进一步提高。”在这个房间外面，堆放着各种用于国防应用的压模零件。
QForge 自动化热塑复材（TPC）
参观穿过道路到达QForge大楼，该大楼是100%热塑性复合材料(TPC)，通过自己开发的全自动生产线。利文斯顿(Livingston)解释道：“它始于2012年，是一条手动生产线，将工具从预热炉转移到压力机。” 。
“然后，我们增加了一个高架轨道系统和自动化。这条生产线目前每月生产8000个零件，包括波音787发动机支架和内部储物箱支架的30 个不同零件号。在新冠肺炎之前，我们正在努力满足波音公司每月14 架飞机的速 度。该线路目前是为小于0.5×0.5米的小部件设置的。但我们已经在为扩大规模以处理更大的零件做准备。”QForge之旅从材料准备室开始，在那里CF/PEEK UD预浸胶带被切成两种不同的尺寸，并存放在塑料箱中。利文斯顿指出：“这是一个极其自动化的过程，有一台机器可以将原材料转化为我们装载到生产线上的工具中的材料。” 。
QForge 99.9%的第一部分产率。QForge自动化生产线以每月8000件的速度生产30件号的热塑性复合材料（TPC）支架，用于发动机和内部储物箱。
末端是一个工具储存区，周围有一条输送线，装载着匹配的金属工具。操作员和数字控制系统位于我们和输送机之间。斯托布纳解释道：“该系统可以从我们的监控和数据采集(SCADA- supervisory control and data acquisition)系统中看到波音公司的零件号和数量。” 。它将工具装载到输送机中，并向操作员显示要装载的材料的重量和类型。工具中的热电偶测量温度，当温度达到规格要求时，系统将其移动到压力机上。零件号、工具号、材料类型和重量以及所有过程数据都会记录下来 系统完成成型和机加工后，操作员将零件装载到高架轨道上，高架轨道将零件通过“盒子”运输，用 于喷砂、底漆涂敷、环境溶剂闪蒸、面漆涂敷和油漆烘箱。
然后，轨道将工具运输到相邻区域进行质量检查。此外，还将安装任何所需的组件，如螺旋管。当被问及这条生产线是否能够处理预期的先进空中机动(AAM-advanced air mobility)零件量时，利文斯顿指出，计划扩建这座建筑并安装另一条生产线。“我们已经做好了增长的准备。”
华盛顿,伦顿
11600平方米设施的解说人是运营总监布莱恩·贝克（Brian Baker）和热塑性塑料运营总监达雷克·唐宁（Darek Downing）。参观从工厂的开放式生产区开始，那里挤满了主要用于波音内部零件的生产站。贝克补充道，左侧的一个大仓库正在过渡使用RFID标签，该标签也将用于零件，跟踪其位置和进度状态。
雷顿Sekisui Aerospace复合材料内饰制造车间。
贝克说：“这个地方有很多古老的工艺，比如用于 内部面板的压变形的蜂窝芯。” 。“我们在这个地区所 做的大部分都使用玻璃纤维预浸料，大约 20%是Kevlar。”我们右转进入生产区，走向烤箱。在我们的左边是波音777和787飞机的成型检修门和面板。“这需要九个过程，” 贝克说，“包括预浸料坯的手工叠层、真空袋和烤箱固化、质量检查和水测试，以确保 面板提供一个没有任何泄漏的屏障。”然后，面板上钻 出不同的核心部分，安装铆钉，区域进行填充和整流 罩，面板边缘用灌封化合物密封，安装任何二次装饰件，然后安装装饰性外表面薄膜。
在这个区域的后面是一个大烤炉。一个真空袋装 的铺放零件放在前面，准备固化，大部分零件需要4-5个小时。烤炉的右边是一个脱模站。之后，零件将被放置在真空夹具上钻孔，并用砂纸打磨以光滑任何尖锐的棱角，然后进行喷漆站，然后进行最终质量保证 （QA- quality assurance）检查。贝克说：“波音公司每天都会把这些成品面板，直接放到他们的飞机上（10分钟后），而无需进一步检查。”“这要求我们的合格率>99%。”
符合人体工程学的铺放
我们离开主生产车间，进入左侧的洁净室。两台自动切割机— 一台来自Zünd，一台来自Gerber（美 国康涅狄格州托尔兰）--执行所有预浸料套件的切割。在房间的中间，几条零件叠放生产线包括轨道上的推车。贝克说：“但我们正在根据操作员的建议，将其改为可以根据需要升高或降低的桌子，以满足工人的身高，从而改善人体工程学。”。顶部的Lazy Susan使零件能够旋转，从而更容易地应用帘布层。
在这个洁净室的后部一个区域，用于放置10-12个不同零件号的成型服务面板盖。右边是一个大烤箱，里面的零件都在这里进行固化。还有一些模具看 起来像真空台，但实际上是OOA工具，顶部模具的框架上连接了一个可重复使用的硅胶真空袋，用于波音零件。
固化、机加工、精加工
相邻的固化室设有一台由Williams White&Co. （美国伊利诺伊州莫伊林市）生产的1000吨压机和两台由Accudyne Systems生产的较小压机，一台蒸汽压机和一台油压机，用于固化平板。中间有金属分离 器，最多可以循环使用七个零件进行5小时的固化。还有四台用于固化货物衬垫的压力机，这些压力机也 被堆叠并固化为多组零件。贝克说：“我们进入了一个手工修剪零件的地区， 但很快就会过渡到自动化数控铣削。”。相邻的隔间容纳五轴CMS Ares和DMS（美国科罗拉多州科罗拉多斯普林斯）CNC中心以及四个较小的修剪工作站。
在填充和修饰的房间里，六个站的工人根据需要 涂抹填充化合物，并将内部零件打磨光滑。使用过膨 胀 Nomex 蜂窝芯的成型座椅靠背等待完成。附近是一 个大的油漆室，底漆、内层面漆和外表面漆分别在不 同的隔间中涂覆，并在两个油漆炉中固化。喷漆室之后是一个补漆室，在这里涂上装饰膜，还有一个用于质量检查的灯光台。我们穿过走廊走回主生产区，在 那里有一块大木板跟踪改善措施的进展。贝克说：“这 些都是我们的员工提出的建议，我们每周都会开会审 查，确保及时实施。” 。
Sekisui Aerospace 在其Renton主生产厂房安装了一条连续压缩成型（CCM）生产线（顶部）， 以生产定制的热塑性复合材料（TPC）坯料，然 后在其自动冲压室（APC）中冲压成型，该自动冲压室包括两组烘箱、一台 Accudyne Systems 冲压机和KUKA 机器人（底部）。
CCM、APC 和热塑性零件
主生产区的入口处是Teubert（德国Blumberg）提供的连续压缩成型(CCM)工作站。唐宁解释道：“我 们正在与波音公司一起鉴定这一流程。”他在ATC制造公司（美国爱达荷州 Post Falls）花了10年时间开发 连续压缩成型(CCM)和其他工艺。该工作站包括一个具有多达21个辊的筒子架，该筒子架将不同角度的胶带（例如，0°、90°、±45°）送入加热的台板压机， 以固结成扁平的定制坯料。压力机有三个加热区和两 个冷却区，可施加高达180吨的压力。唐宁说：“例如，我们可以制造100米长、610毫米宽的坯料，包括59层树脂含量为40%的帝京（Teijin）CF/PPS 胶带。我们为研发项目制造了多达80层的面板，但通常使用48层用于生产零件。”
我们穿过一扇门进入自动冲压工作站（APCautomated press cell），在那里连续压缩成型（CCM）坯料首先在OMAX（Kent，Washington，U.S.）水射流切 割机上修剪成形，然后冲压成零件。它看起来与 Victrex 公司的复合材料解决方案公司的冲压车间非常相似，有四个预热炉，在中间有一个机器人。零件由两个KUKA（德国奥格斯堡）机器人在两排烤箱和一 台Accudyne Systems压力机之间穿梭。
唐宁指出：“我们有四个烤箱来跟上短的打印周期。”。“我们每年可以在这个工作站中生产数百万个零件。我们有两个装卸区，每分钟都会将一个零件带回操作员手中。”这些零件将在隔壁的两个哈斯 （Haas）数控工作站中进行修整，然后由 Genesis（不再营业）在机器人无损检测工作站中进行检查， Genesis 在槽中对零件进行超声波C扫描。”展出的演示器部件包括 Ω 形/帽形加强件和一个深的三边U形梁部件。
创新实验室
在生产厂房的正面/东侧，一个完整的测试实验室 进行机械、消防和资格测试。贝克说，与之相邻的是创新实验室，在Sekisui收购AIM Aerospace 后，该实验室从圣地亚哥附近的波韦搬迁而来。“这个实验室不 仅支持研发，以持续改进我们的零件和工艺，还支持开发各种各样的新零件。我们可以很快从概念到零件，构建自己的原型或低速工装。例如，我们为一位无人机客户在3周内从设计到提供三组零件。”该实验室包括一台Stratasys（美国明尼苏达州伊甸草原）Fortus 400塑料D打印机（非复合材料）、 Haas 数控铣床、小型Accudyne立式压力机、较大的Wabash平板压力机和两台较小的第一概念板压力机。
这里看到的零件包括一个由奥兰治市 Q 锻造材料制成 的弯曲肋梁和一个由压缩成型化合物制成的航空发动 机推力反向器叶栅。唐宁说：“这是一个非常困难的部 分，因为它不仅弯曲以符合短舱，而且叶栅中的每个 翅片都处于不同的倾斜角度。” 。贝克补充道，该实验 室为汽车和军事应用，以及较新的移动和无人机公司提供了原型零件。“我们也在关注新太空。我们的目标是在未来5年内大幅多样化，进入新的和非航空航天应用领域。”
萨姆纳，华盛顿
解说员是运营总监埃德·克兰福德(Ed Cranford)，他在波音公司工作了20年后来到这里。我们进入洁净室，有一台Zünd和一台Gerber自动切割机。他说：“我们增加了套件的自动化和优化，将帘 布层切割得更接近净形状，而不是手工修剪的大块。” 。“我们现在已经取消了 90%的手工修剪。我们每班有两个人，每天负责200-250个裁片套件。”
“我们在这里只生产管道零件和组件，”他继续说道。“它大部分使用Kevlar预浸料用于波音飞机的暖通空调系统，包括737、787、767加油机、777和P-8军用版737。我们还为空客公司生产逃生滑梯的包装板储存箱和军用飞机热交换器系统的一些零件。我们生 产了 3000 多个不同的零件号，这些零件号变化很大— —有些使用两层，有些多达30层，其中一层可能是以38/月的速度生产的大批量单个零件，而另一些则是较 低的速率，但每个架次有更多的零件。”
在这个房间的后半部分是用于使用15-30 层的零件的固定线，每个技术人员从头至尾执行所有的铺层步骤。在房间的中心是推车上的零件，这些零件沿着轨道向下移动，每个技术人员只需在那里进行一个铺 层步骤——例如，初始铺层、预切割的蜂窝芯、最终铺层，然后是放气、通气和真空袋膜，然后是一个用胶带密封铺层并安装真空端口的工位。
克兰福德说，由于零件形状复杂，这种叠层被应 用到石膏心轴上，大多数只使用一次。“把石膏从零件中取出太难了，所以它被打碎了。这些石膏叠层心轴 （LM- layup mandrels）是在五个街区外的一个专用设施中制造的。然后我们用 Frekote 脱模剂（德国杜塞尔多夫 的汉高）对它们进行处理。”房间左侧有一些可重复使 用的叠层心轴（LM），用于非常简单的零件。克兰福德说，它们没有突起，因此更容易移除。对于有桩的零件，在完成的叠层上进行真空装袋是很复杂的。“我 们使用加热枪软化预浸料坯，以将其推到角落，避免桥接。”叠层的循环时间从最低层、最简单的零件的26分钟到30层以上、形状更复杂的零件的900分钟不等。
热压罐区域、预热室
我们离开洁净室，进入两条主要交通通道的左侧，这两条通道从大楼的前部/北部一直延伸到后部。顺着这条过道往下看，左边是一个热压罐/烘箱固化 区，后面是装运/接收区，然后是拆除石膏叠层心轴 (LM)的脱模区。右边是一个办公室岛，用于工程和生产支持。在大楼后面的这些办公室后面是装配区和最终质量保证检查站。
就在洁净室外，一片蓝色石膏叠层芯轴的海洋正在为波音787的生产进行加工。
我们穿过固化区，左边有三台ASC公司制造的热 压罐和八个烤箱，右边还有两个烤箱。烘箱固化需要5-10小时，而热压罐固化可能需要 6-20小时。克兰福德指出：“我们正在安装ASC公司的第四台热压罐， 它比我们目前最大的热压罐大3倍，为管道以外的增长做准备。”。我们左边还有加热室，在这里，某些叠 层心轴（LM）在铺层前进行预热，以便于非常复杂形 状的预浸料覆盖。右边的烤箱后面是一片蓝色石膏叠 层心轴（LM）的海洋，正在为波音公司增加 787 的生 产而加工。克兰福德说：“现在大楼里有400块叠层心轴（LM）正在准备中。” 。
RFID 跟踪，视觉工厂
管道铺设、组装、数字化。Sumner 设施堆放室、 带有多个开孔突出物的管道组装、粘合细节和显 示生产状态的数字仪表板。
克兰福德解释了该网站的射频识别 (RFID- Radio Frequency Identification)系统。“每一个石膏都有一个RFID标 签，每一个正在进行的预浸料套件也有一个。工作单旅行者的顶部表格显示了材料、叠层心轴（LM）/工具和固化细节的多个代码。一个标签引用了工作单中的所有代码。当工件穿过设施时，它会被天线读取。软 件会生成一张地图，显示每个工件在设施中的位置。”
我们从西走廊右转，穿过大楼，面对东走廊墙上 的一台宽屏电脑显示器。克兰福德解释道：“这个仪表 板是我们与软件公司 Xemelgo（美国华盛顿州贝尔维尤）开发的系统的一部分。” 。“它显示了工厂的平面 布置图，用颜色遮挡以指示我们的生产状态，并将跟踪零件发货的每一步。”
“我们有成千上万的零件，”他继续说道， “所以 很容易丢失一个，也很容易丢失工具。但现在，我们 已经将跟踪零件的催交员从 15 人减少到 3 人。现在， 我们将它们用于其他任务，包括如何使 RFID 系统更好 地工作。我们的目标是继续减少废料，推进视觉工 厂。我们的生产控制人员现在已经成为我们的制造专 家，并与客户合作开发自动化报告，及时提供所需的 数据和更新。我们还开始标记我们的修剪工具和大型叠层心轴（LM）工具，以进行库存控制，并简化和优 化这些所需的维护。”
叠层心轴（LM）分接头、零件精加工、QA
在这里，技术人员从固化部件内部移除不可回收的石膏叠层心轴（LM）。他们先切掉装袋材料，然后 振捣出石膏。然后将零件与相应的装饰工具进行匹配，并将其送往装饰室。捣碎的石膏被送到一家回收公司。
装饰室的第一部分是一个区域，在该区域添加了 用于将管道连接在一起的额外层压“压条”，然后对 零件进行烘箱固化。厂房的其余部分都是通风的隔 间，在那里进行各种修剪操作。克兰福德指出：“我们为每个工作站建造了形板，因此操作员有合适的工具来完成他们的工作。” 。
我们从装饰车间向北离开，进入一大片专门用于 组装的区域。克兰福德说：“每一个被修剪过的零件 都会通过这些门，并通过 RFID 阅读器进行检查。” 。“这里的检查员是我们的看门人，在组装前进行第一次 QA 检查。我们构建了用于构建这些更高级别组件的所 有细节。组装夹具用于定位管道，并在正确的布局中 添加桩，以添加细节。对于某些零件，我们还添加了 高温隔热层和最终的高温薄膜盖。然后，每个管道都 要经过在装配车间后部进行压力测试。我们用压缩空气填充零件，以确保没有泄漏。”
在装配区的左后角是油漆车间，它包括预油漆准备区、涂底漆的喷漆室、静电调节剂和面漆，以及一 个油漆固化炉。向后进入装配车间，向后是两个用于 最终QA检查的工位。数字系统扫描RFID标签并加载 零件信息。如果零件通过检查，操作员输入该数据， 系统将其标记为完整，然后自动将材料批号、零件号和工艺数据打印到零件上。克兰福德说：“我们运输的每一个零件都必须有这个标记。” 。
精简、垂直存储仓库、增长
克兰福德指出：“当我来到这里时，这家工厂是 属于 AIM Aerospace公司。” 。“首先，我拆除了 50% 的工作站，以减少混乱。我们仍然生产相同数量的零 件，但开始提高产量，产量仅为 40%。然后，我们开 始观察每个区域的线性工作流程，并进行重组，以减少操作员来回跑动。团队很棒，希望找到更好的方法。当 Sekisui Chemical 加入时，公司文化和管理层对这三个工厂的愿景给我留下了深刻印象。”
我们走回大楼的前面，看到一台大型机器，克兰 福德解释说，这是一个自动垂直存储仓库。克兰福德 说：“我们有两个，一个用来存储我们用来完成管道组 件的细节，另一个放在另一边用来存储组装夹具。” 。“这是因为我们根据程序和速度在不同的时间制造不同的零件。”同样，我们的目标是减少混乱，并在需要细节和工具时实现快速定位。
克兰福德说：“接下来，我们将用我们的修剪夹具 来完成这项工作，并将这些机架的占地面积减少50%。” 。“这将为我们增加新的操作腾出空间。去年， 我们清理了另一侧 30-35%的存储空间，足以安装新的 热压罐。”在订购设备之前，他询问了固化部门希望如 何配置和改进该区域。“他们说，他们想要一个中央工 作站来监控所有的烤箱和热压罐。所以，这是我们的 下一步。我们还需要减少对环境的影响。这家石膏店 已经进行了回收，并拥有自己的改善团队，我们正开始考虑其他举措。这一切都与增长有关，不仅在你的 生产中，而且在你对未来的愿景中。”
Sekisui Aerospace 的明日
Sekisui Aerospace 已经开始从商业航空航天转向多 元化，卡尼塔埃尔（Cagntael）认为商业航空航天锁定 在传统系统和材料中。新冠肺炎期间的投资确实有助 于赢得新业务，因此 30%的收入现在没有受到影响。“我们将把这一比例提高到 70%， ”他说，“这为我们提 供了更多的自由来使用热塑性塑料等材料，这些材料可以在几分钟内制成，而不是几个小时，而且工艺需要更少的能源。”
他指出，该公司的数字化也将增加，这将带来更多的可能性。“当我们开始在 Sumner 标记零件时，我们的想法是为了更好地定位零件，以提高效率。但后 来数字团队问，‘为什么我们不让系统告诉我们零件应 该在哪里？’这导致了所有权的新水平——报废率降至2%以下，几乎没有任何不合格的零件可供审查。这项 技术通过改变我们的使用方式，增强了授权，改善了 整个工厂。关键不仅仅是自动化我们的工作，而是找 到新的做事方式。如果我们不使用这些材料、流程和数字工具来实现新的业务方式和帮助客户，这些材 料、过程和数字工具就毫无意义。因此，我们正越来越成为一家创新的复合解决方案公司。”
注：原文见，《 Plant tour: Sekisui Aerospace, Orange City, Iowa, Renton and Sumner, Wash., U.S. 》 2024.2.23
杨超凡 2024.2.24
