Indústria em foco: Mês da História da Aviação
Como o Laser Tracker mudou a fabricação da aviação moderna e as viagens aéreas para o mundo.
Como celebramos o Mês da História da Aviação neste (e em cada) novembro, grande parte da discussão gira em torno de alguns momentos divisores de águas que nos permitiram chegar ao ponto em que a Administração Federal de Aviação (FAA) lida com mais de 16 milhões de voos por ano, transportando cerca de 3 milhões de passageiros por dia e 44 bilhões de libras de frete por ano, e representando mais de 5% do Produto Interno Bruto (PIB) americano. Esses momentos geralmente incluem o primeiro voo de balão de ar quente mais leve do que o ar em 1783, o lendário voo dos Irmãos Wright em 1903, e o Boeing 707 inaugurando a era dos voos comerciais na década de 1950.
Sem nenhum desses momentos, é impossível dizer se as viagens aéreas comerciais teriam literalmente saído do chão. Mas houve muitos outros desenvolvimentos que contribuíram para o aumento das viagens aéreas, particularmente nos 70 anos desde que os voos comerciais se tornaram disponíveis. Um desses avanços aconteceu em 1982: A Invenção do Laser Tracker.
No início, o Laser Tracker e a fabricação aeroespacial pareciam estar em pistas muito diferentes, mas logo se cruzariam de uma forma muito significativa. Dr. Kam Lau, fundador e CEO da API, estava mexendo no primeiro Laser Tracker no porão do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), e seus pensamentos estavam longe de aeronaves durante seu trabalho.
“O primeiro rastreador a laser foi um 5-/6-D projetado para calibração de precisão robô e controle de posição”, diz o Dr. Lau. “Mas a indústria robótica estava sofrendo um enorme impasse devido ao desempenho ruim de robôs que não estavam atendendo as expectativas.”
Enquanto isso, a indústria da aviação estava lidando com o problema oposto. Durante 30 anos, desde o desenvolvimento do Boeing 707, a demanda por aeronaves de passageiros e cargas vinha dobrando a cada década. Mas os processos de alinhamento e montagem para a construção dessas aeronaves eram muito demorados, e os custos aumentaram à medida que os fabricantes se esforçavam para manter o padrão.
“Muitas dessas operações eram realizadas pelo “globo ocular” com tomadas manuais construídas para as tarefas específicas”, lembra Steve Powers, um veterano de 20 anos do hotbed de fabricação aeroespacial de Wichita. “Normalmente o mesmo cara trabalharia esse alinhamento específico. Isso, é claro, era muito menos preciso e às vezes causaria grandes problemas. Lembro-me de um mecânico que nunca poderia perder um dia de trabalho e era impossível para ele agendar férias. Isso foi no 737 Classic.”
Logo após o Dr. Lau demonstrar o primeiro protótipo de trabalho do Laser Tracker, o interesse em muitas indústrias foi despertado. E não demorou muito para que o Laser Tracker e os caminhos da aviação finalmente se cruzassem.
“A Boeing foi a primeira”, diz o Dr. Lau. “A Boeing levou 10 meses para estudar os benefícios e o impacto do Laser Tracker em seu processo de montagem, e foram eles quem colocaram a primeira ordem de Laser Tracker para API.”
A Boeing não era a única parte interessada. Lockheed Martin também fez um pedido, e usando prioridade militar, receberam seu pedido antes da Boeing. O resto da indústria não ficou muito atrás, e os resultados foram instantâneos e duradouros.
“Velocidade e precisão”, diz Steve Powers, quando perguntado sobre o impacto dos Laser Trackers. “Os requisitos diferem de cliente para cliente, e as primeiras unidades montadas têm mais requisitos de medição. O Laser Tracker ajudou a acelerar o fluxo de produção, bem como ajudar a fabricar um item final de melhor qualidade.”
E ambos concordam que os Laser Trackers influenciaram o design e as capacidades das aeronaves nos últimos 35 anos. “É difícil imaginar como seria a fabricação aeroespacial sem um Laser Tracker”, diz o Dr. Lau. “A facilidade de uso, robustez e precisão do Laser Tracker tornou-se tão dominante que substituiu as outras tecnologias e produtos.”
“Bem, obviamente haveria menos precisão”, diz Steve Powers. “Os requisitos de medição das aeronaves atuais são quase impossíveis de cumprir sem Laser Tracker e é quase impossível cumpri-las sem a tecnologia do Laser Tracker”
Mas a parceria beneficiou mais do que apenas fabricantes aeroespaciais. Como os laser trackers se integraram em seus ambientes, engenheiros e operadores de rastreadores desenvolveram feedback pensativo sobre maneiras de melhorar o desempenho do rastreador. E os OEMs ouviram.
“Inicialmente, a maioria dos laser trackers eram grandes e pesados para transportar “, lembra Steve Powers. “Menor e mais leve era o caminho a percorrer, e então, probes sem fio e alvos ativos levaram as medidas para o próximo nível.”
“A indústria aeronáutica levou três das melhorias mais importantes para os Lasers Tracker API ao longo dos anos”, diz o Dr. Lau. “Primeiro, desenvolvemos um dispositivo de alcance muito compacto e altamente preciso chamado ADM (dispositivo de medição de distância absoluta) para produzir a medição mais confiável e conveniente da indústria. Então, fizemos nosso Active Target patenteado (AT) porque eles estavam usando o Laser Tracker para uma grande calibração de ferramentas de máquina de vários eixos. E desenvolvemos o iVision Auto-Lock. Devido à interrupção constante do feixe, o Auto-Lock ajuda o laser Tracker a recuperar o feixe com facilidade.”
Como os Laser Trackers e a indústria da Aviação têm impulsionado uns aos outros em um ciclo de melhoria de processos e design mais ambicioso, a indústria tem sido capaz de acompanhar a demanda cada vez maior. E embora existam muitos outros fatores, incluindo melhor treinamento de pilotos e software de piloto automático, radar melhorado para suporte à FAA, as aeronaves construídas para acompanhar essa demanda são as mais seguras que o mundo já viu. Em 2017, houve 44 mortes relacionadas a aeronaves, e embora ainda seja 44 a mais, é 98% menos do que as quase 2.500 que foram em 1972. Houve 20 acidentes aéreos em 2019, uma taxa de 1 em 2.000.000 voos, e 1/3 o número que vimos até 20 anos atrás.
“Sem dúvida, os laser trackers têm sido um grande fator no desenvolvimento das aeronaves mais avançadas do mundo hoje”, diz Steve Powers. “Eles tornaram as coisas mais precisas, o que, por sua vez, torna o processo de fabricação mais rápido e fácil e com menos defeitos.”
“As aeronaves são construídas mais leves e seguras com melhor precisão e controle na fabricação”, diz o Dr. Lau. “A tecnologia laser tracker economizou bilhões de dólares em custos de fabricação, consumo de combustível, tempo de produção, produtos desperdiçados e processos automatizados de inspeção e montagem.”
“A evolução provavelmente girará em torno de medidas sem contato”, diz Steve Powers. “Mas não tenho certeza se você será capaz de fugir do uso de alvos manuais, com locais de furos para alinhamento.”
“A tecnologia Laser Tracker desfrutará de mais 10 a 12 anos de domínio na indústria aeroespacial”, diz o Dr. Lau. “Sim, haverá uma tecnologia ou tecnologias que eventualmente possam aparecer, mas sempre haverá um papel para um laser tracker robusto, bem integrado e de baixo custo na indústria aeroespacial.”
Fontes:
https://www.icao.int/sustainability/pages/facts-figures_worldeconomydata.aspx
https://www.icao.int/sustainability/pages/facts-figures_worldeconomydata.aspx
https://www.statista.com/chart/12393/2017-was-the-safest-year-in-the-history-of-air-travel/
https://www.faa.gov/air_traffic/by_the_numbers/
