Dez anos no trabalho de padrões AM da AMS da SAE, Invoice Bihlman Examina o progresso, os pontos problemáticos e o caminho para a adoção aeroespacial mais ampla.
Neste verão, SAE Comemorou seu 10º aniversário de seu comitê de fabricação aditivo. Sua jornada bastante bem -sucedida – juntamente com os principais desenvolvimentos na fabricação aditiva (AM) – é relatada abaixo. O SAE AMS AM estende uma longa tradição de excelência em especificação de materiais dedicada ao aeroespacial. Isso é consistente com a missão da organização de 120 anos de “conectar e educar engenheiros” para o avanço da indústria de mobilidade globalmente.
Padrões de materiais aeroespaciais SAE
A gênese da aviação envolve alguns dos capítulos mais intrigantes de nossa eterna busca por tecnologia-experimentos na França pelo engenheiro brasileiro Santos-Dumont, na Alemanha, por Lilienthal e nos Estados Unidos pelos famosos irmãos Wright. Estava lá em uma loja de bicicletas de Ohio que Orville e Wilbur implantaram inteligentemente seu talento de engenharia. Eles combinaram os fundamentos da mecânica com uma compreensão rudimentar da aerodinâmica para construir uma máquina voadora de madeira mais pesada do que o ar. Infelizmente, o primeiro voo durou apenas 12 segundos. Mas a aviação nasceu. O ano foi 1903.
Quase uma década depois, Wilbur, na falha na saúde, pediu ao irmão que envolvesse ativamente a comunidade de aviação incipiente para promover essa nova tecnologia. Em 1916, Orville organizou uma reunião na Filadélfia com outros conhecidos pioneiros da aviação, como Elmer Sperry, Jimmy Doolittle e Glenn Martin, para formar a divisão de aviação do Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE). Naquele mesmo tempo, o governo dos EUA formou o Comitê Consultivo Nacional de Aeronáutica (NACA) – O antecessor de NASA.
A SAE foi fundada em 1905, brand após o primeiro voo dos Wright Brothers. O objetivo ambicioso da sociedade period facilitar a troca aberta de informações entre os engenheiros. Naquela época, havia mais de 40 fabricantes de equipamentos originais de automóveis (OEMs) nos Estados Unidos. Muitos lutaram para resolver problemas comuns de design. Uma solução foram os padrões de consenso técnico. Consequentemente, a SAE publicou seu primeiro padrão em 1912 e, em alguns anos, seguiu com seu primeiro padrão aeronáutico. Desde então, a SAE Worldwide se tornou uma das maiores (e mais antigas) organizações de desenvolvimento de padrões técnicos do mundo.
Processo de desenvolvimento de padrões. Imagem cortesia da SAE Worldwide.
Alguns marcos adicionais do século passado:
* 1926 – O governo dos EUA passa a Lei de Comércio Aéreo para garantir a segurança do público voador
* 1927 – SAE concede a medalha Wright Brothers para o melhor papel de aviação técnica
* 1939 – A SAE emite sua primeira especificação de materiais aeroespaciais (AMS), ajudando a reduzir os padrões da empresa sob medida
* 1950 – Avanços significativos em ligas aeroespaciais, a saber, alumínio, aços endurecidos precipitados, tremendous ligas e titânio
* 1961 – AMS excede 1000 documentos, uma conseqüência do rápido desenvolvimento durante a década anterior
* Nineteen Nineties – A SAE herda muitos padrões militares dos EUA (through Perry Reform), agora excedendo 1500 documentos
O Comitê SAE AMS AM se reuniu em Munique na primavera de 2025, hospedado pela EOS. Imagem cortesia da SAE.
O amanhecer do aditivo
Desde a sua criação na década de 1980, a fabricação aditiva evoluiu de sistemas de estereolitografia de resina curados e curados leves e extrusores de filamentos de polímero de bosques simples-ambos usados para prototipagem rápida-para máquinas de leito de metallic de metallic com vários laser que podem produzir peças de produção topologicamente complexas.
No contexto do aeroespacial, a fabricação aditiva fornece uma troca excepcionalmente otimizada entre o desempenho da peça (ou seja, força, rigidez e durabilidade) e peso. Naturalmente, as propriedades são determinadas por química e microestrutura de parte, ditadas em última análise por condições de processamento. Assim, os padrões materiais e de processo são essenciais.
O uso de novos materiais para peças críticas de vôo requer extensa comprovação empírica. Isso pode ser proibitivo de custo. Por exemplo, a criação de um banco de dados federal da Administração de Aviação (FAA) (Projeto Permitir ”(materials em massa) para uma liga pode custar milhões e exigir anos de teste e análise. A qualificação materials para a turbina a gás é ainda mais cara devido a testes a temperaturas elevadas e a necessidade de entender a fadiga de fluência e baixo ciclo.
Essa falta de um processo de fabricação e caracterização de matéria-prima bem definido impediu bastante a adoção da fabricação aditiva. Enquanto isso, a FAA e sua contraparte européia, EASA, se voltaram cada vez mais em direção aos padrões de consenso do setor para apoiar a regulamentação por meio de meios de conformidade (MOC). O Comitê SAE AMS AM foi criado para convocar uma ampla gama de partes interessadas necessárias para resolver essas questões emergentes.
SAE AMS AM
Em 2015, a SAE Worldwide respondeu a uma carta de tarefas da FAA para diretrizes e padrões materiais da AM, estabelecendo o Comitê SAE AMS AM. O comitê tem mais de 600 membros de 27 países. Os membros representam companhias aéreas, OEMs aeroespaciais e várias organizações em toda a cadeia de suprimentos da AM necessária para desenvolver, fabricar, testar e manter aeronaves. Além disso, a FAA, o Departamento de Defesa dos EUA (DOD), a NASA e a EASA estão ativamente engajados.
O AMS AM aborda as especificações de materiais e processos para metais, não metais e reparos. Essa ampla variedade de documentos inclui detalhes como qualificação da máquina, reutilização de metallic em pó e monitoramento de processos in situ. Cada subcomitê possui grupos de trabalho dedicados que se reúnem regularmente para debater os méritos dos critérios relevantes de engenharia e/ou qualidade da produção. De fato, esse processo de consenso é robusto, beneficiando -se do amplo contrato de partes interessadas.
Até o momento, a AMS AM publicou 43 documentos para PBF, Ded, Chilly Spray e Polymer FFF. Isso inclui seis revisões, pois o comitê incorpora suggestions oportuna da indústria. Existem 60 documentos adicionais em processo.
O comitê também trabalha em estreita colaboração com o Desenvolvimento e padronização de propriedades de materiais metálicos (MMPDS) Handbook para metais e o Handbook de Materiais Compostos-17 (CMH-17) para compósitos. Além disso, a SAE coordena de perto com seu afiliado, o Instituto de Revisão de Desempenho (PRI), para garantir qualidade e eficiência em todo o ecossistema de produção through NADCAP.
Shut-up do cabeçote de polímero AM para impressão aeroespacial. Imagem cortesia da SAE Worldwide.
SAE AM ECOSYSTEM
Para Fabricação aeroespacialos principais fornecedores são efetivamente necessários para manter um sistema de gestão da qualidade da indústria (QMS), como AS9100 e AS13100 da SAE e/ou NADCAP. Na maioria dos casos, há uma sobreposição significativa entre os membros desses programas populares e o Comitê SAE AMS AM.
Nos últimos dois anos, Nadcap criou critérios de auditoria de instalações para Metallic PBF e DED. Essas listas de verificação de consenso pretendem gerar eficiência e reduzir custos para fornecedores credenciados. Vinte e cinco OEMs já estão envolvidos neste grupo de tarefas.
Por fim, a SAE e seus parceiros estão avaliando um registro de fornecedores para ajudar a garantir a parte do pedigree. Uma meta de longo prazo é uma lista de produtores qualificados (QPL), semelhante ao programa de compósitos de fibra de carbono da SAE.
Olhando para o futuro
Os padrões de consenso fornecem uma contribuição very important para a qualidade e a segurança da aeronave. Eles também podem reduzir significativamente os custos e aumentar a eficiência alinhando estruturas díspares da empresa e codificando as melhores práticas do setor. Os padrões são ainda mais cruciais no ambiente regulatório de hoje, pois os governos continuam a racionalizar os gastos de P&D relacionados à aviação.
A SAE Worldwide é um parceiro importante no aeroespacial há mais de um século. Seus documentos AMS liderados pela indústria são os de fato padrão para materiais de aviação, conhecidos por seu rigor empírico e integridade técnica. O desenvolvimento (e a manutenção) de orientação adequada não é trivial, especialmente porque a fabricação aditiva continua a evoluir.
O Comitê da AMS AM é apenas um dos comitês técnicos de mais de 180 de 180 da SAE, cada um trabalhando diligentemente para criar especificações de qualidade que sofrem. É um desafio formidável em um mundo rapidamente em mudança. A organização, no entanto, está pronta e comprometida em manter a AMS como o padrão international de excelência.
Sobre o autor:
Invoice Bihlman atua como membro voluntário da SAE AMS AM há mais de uma década. Nos últimos cinco anos, ele atuou como consultor do comitê. Invoice trabalha em aviação há quase 25 anos, com foco em materiais avançados e fabricação.
Nota: As opiniões expressas são as do autor e não refletem necessariamente as posições da SAE Worldwide ou de qualquer organização afiliada.
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