KMWE levert eerste set onderdelen uitlaat JSF

Het volledige uitlaatsysteem geassembleerd door Pratt & Whitney (foto Pratt & Whitney).

Veelvoud aan bewerkingen en lastige materialen maken de order complex

KMWE Aero Engine heeft de eerste complete set onderdelen voor de uitlaat van de straalmotor van de F-35 Lightning II afgeleverd. Daarmee start de meerjarige levering aan Pratt & Whitney, dat dit safety critical onderdeel van het JSF gevechttoestel met de Nederlandse componenten samenstelt. Een order die twee jaar voorbereiding heeft gekost. “De complexiteit zit in de combinatie van alle bewerkingen van lastige materialen”, zegt Grignon van Bakel, Business Manager Aerospace bij KMWE.

Op het eerste gezicht lijken de uitlaatonderdelen vooral uit plaatwerk te bestaan. De realiteit is anders. Grignon van Bakel: “Het product raakt veel facetten van onze productieketen binnen KMWE. Het begint bij het snijden en vervormen van het materiaal, vooral lastige nikkel- en superlegeringen, soms titaan. De onderdelen ondergaan daarna meerdere bewerkingen.” Thermisch spuiten bijvoorbeeld, maar ook de nodige boor- en freesbewerkingen, net als verschillende inspecties met uiteenlopende technieken, waaronder X-ray. “De complexiteit zit in de combinatie van de bewerkingen”, zegt de Business Manager Aerospace. “Er zijn meer bedrijven die goed kunnen lassen of frezen. Maar moeilijke materialen bewerken en alle bewerkingen bij elkaar brengen volgens aerospace eisen, kunnen er maar weinig.” Bovendien is de uitlaat van de F135 straalmotor voor het nieuwe JSF-toestel een safety crital part. Als één van de beweegbare flappen niet meer goed functioneert of - erger - afbreekt, ontstaat er onbalans, met alle gevolgen van dien. “Het uitlaatsysteem is onderdeel van flight critical hardware van het toestel.”

Toleranties vergelijkbaar met semiconductor

KMWE Aero Engine doet bijna alle bewerkingen in eigen huis, op enkele na. Met die propositie heeft de toeleverancier het meerjarig contract voor de levering van onderdelen voor de uitlaat (exhaust nozzle) aan Pratt & Whitney, dat de motoren bouwt, binnengehaald. Qua verspaningstechnologie gaat het vooral om boren en frezen. Hierbij zijn toleranties vergelijkbaar met nauwkeurigheden die KMWE gewend is vanuit de semiconductor industrie. Passingen en toleranties moeten heel nauwkeurig zijn. “Anders ontstaan er aerodynamische verliezen. Lekkages in de luchtstroom zijn kritisch”, zegt Van Bakel. De onderdelen, tot zo’n 400 mm groot, zijn bewerkt op de machines die KMWE voor de verspaning al in huis heeft. “We streven altijd naar een palet machines dat breed inzetbaar is en maken ze via de NC programma’s geschikt voor de producten.” In dit geval sluiten de onderdelen voor het uitlaatsysteem goed aan op de producten die KMWE Aero Engine al bewerkt, waaronder veel hoogsterkte stalen en nikkel-legeringen. “We kunnen tot een meter de harde metalen bewerken.”

De onderdelen van het uitlaatsysteem worden gefreesd met nauwkeurigheden die vergelijkbaar zijn met die in de halfgeleiderindustrie.

Efficiency tweede uitdaging

Naast de kwaliteit zit namelijk de andere uitdaging van het project in de efficiency. Nu het proces staat, gaat het er vooral om de efficiency te optimaliseren. Grignon van Bakel: “We hebben dit contract gewonnen op basis van kennis, competitiviteit en het feit dat Nederland participeert in het JSF-programma. In de aanbieding hebben we bewezen kostentechnisch mee te kunnen. Nu we in volumes gaan toeleveren, kunnen we de processen gaan optimaliseren.” De komende vijf jaren - zo lang loopt het huidige contract - gaat de Nederlandse toeleverancier zo’n 5000 onderdelen aan Pratt & Whitney leveren. Grignon van Bakel verwacht dat met finetunen nog behoorlijke efficiencyslagen gemaakt kunnen worden. “Daarom willen we het pakket graag uitbreiden. Met meer onderdelen voor de motor kunnen we een efficiëntere productieomgeving creëren. We zoeken nu een kritische massa zodat we een goede flow in de productie krijgen. Bijvoorbeeld omdat we dan de setup kunnen laten staan.”

Op de hydraulische pers bij KMWE Aero Engine wordt het plaatwerk vervormd.

Andere programma’s

KMWE Aero Engine is drie jaar bezig geweest met de voorbereidingen. “Naast de engineering is het veel voorwerk om alle kwalificaties te krijgen. Met name technisch-administratief vergt zo’n project een lange adem.” Ondertussen levert KMWE Aero Engine ook andere onderdelen voor de F-35. Deze gaan rechtstreeks naar Lockheed Martin dat de eindassemblage van de JSF-toestellen doet. Door de positionering in dit programma, heeft de groep voor zichzelf de kans geschapen zich ook te positioneren voor andere programma’s bij zowel andere vliegtuigmotorenfabrikanten als vliegtuigbouwers. Grignon van Bakel: “Het JSF programma biedt daarmee significante toekomstige business voor KMWE Aero Engine”.

Vacuümoven: solderen of spanningsvrij gloeien na het lassen van motorenonderdelen. (Foto’s KMWE)