Statistical study and optimization of hot bonding composite sample data in aerospace manufacturing and its economic impact

Abstract

[EN] Composite materials have been used in the aerospace industry for more than sixty years. At first they were only used in small amounts, but its use has increased exponentially due to their physical properties such as being a high strength, low weight material that makes it ideal for this purpose. Parallel to the use of composites in aircraft structures, the rise of the use of adhesives has been equally important. Adhesive bonding of composite structures provides many advantages for aircraft manufacturing such as a low stress concentration due to the large surface area of bonding, insulation against heat and vibration damping. In order to ensure the adhesive bonding of composites is airworthy, samples are produced parallel to the manufacturing of each aeronautic structure that uses this technique. This thesis aims to analyse the results from said samples from a company in the aerospace industry, in order to present the data in such a way that facilitates its analysis and storage, as well as carrying out a statistical analysis to find optimisation opportunities. The cost of these tests will be examined and a proposal for its elimination will be presented along with the necessary monetary inversion.

[ES] Los materiales compuestos se utilizan en la industria aeroespacial desde hace más de sesenta años. Al principio sólo se utilizaban en pequeñas cantidades, pero su uso ha aumentado exponencialmente debido a sus propiedades físicas, como ser un material de alta resistencia y bajo peso, que lo hacen ideal para este fin. Paralelamente al uso de materiales compuestos en las estructuras aeronáuticas, el auge del uso de adhesivos ha sido igualmente importante. La unión adhesiva de estructuras de materiales compuestos ofrece muchas ventajas para la fabricación aeronáutica, como una baja concentración de tensiones debido a la gran superficie de unión, el aislamiento contra el calor y la amortiguación de las vibraciones. Para garantizar la aeronavegabilidad de la unión adhesiva de los materiales compuestos, se producen muestras paralelamente a la fabricación de cada estructura aeronáutica que utiliza esta técnica. Esta tesis pretende analizar los resultados de dichas muestras procedentes de una empresa aeroespacial, con el fin de presentar los datos de forma que se facilite su análisis y almacenamiento, así como realizar un análisis estadístico para encontrar oportunidades de optimización. Se examinará el coste de estas pruebas y se presentará una propuesta para su eliminación junto con la inversión monetaria necesaria.

[CA] Els materials compostos s'utilitzen en la indústria aeroespacial des de fa més de seixanta anys. Al principi només s'utilitzaven en xicotetes quantitats, però el seu ús ha augmentat exponencialment a causa de les seues propietats físiques, com ser un material d'alta resistència i sota pes, que el fan ideal per a aquest fi. Paral·lelament a l'ús de materials compostos en les estructures aeronàutiques, l'auge de l'ús d'adhesius ha sigut igualment important. La unió adhesiva d'estructures de materials compostos ofereix molts avantatges per a la fabricació aeronàutica, com una baixa concentració de tensions a causa de la gran superfície d'unió, l'aïllament contra la calor i l'amortiment de les vibracions. Per a garantir l'aeronavegabilitat de la unió adhesiva dels materials compostos, es produeixen mostres paral·lelament a la fabricació de cada estructura aeronàutica que utilitza aquesta tècnica. Aquesta tesi pretén analitzar els resultats d'aquestes mostres procedents d'una empresa aeroespacial, amb la finalitat de presentar les dades de manera que es facilite la seua anàlisi i emmagatzematge, així com realitzar una anàlisi estadística per a trobar oportunitats d'optimització. S'examinarà el cost d'aquestes proves i es presentarà una proposta per a la seua eliminació juntament amb la inversió monetària necessària.