Önümçilik tehnologiýasy boýunça maslahat beriş kompaniýasy “SmarTech” -iň habaryna görä, aerokosmos goşmaça önümçilik (AM) tarapyndan hyzmat edilýän, lukmançylykdan soň ikinji ýerde durýar.Şeýle-de bolsa, howa giňişliginiň böleklerini çalt öndürmekde, çeýeligi we çykdajylylygy ýokarlandyrmakda keramiki materiallaryň goşmaça önümçiliginiň potensialyna düşünmek ýetmezçiligi bar.AM has güýçli we ýeňil keramiki bölekleri öndürip biler we zähmet çykdajylaryny has çalt we yzygiderli azaldyp, el bilen ýygnamagy azaldyp, modellemek arkaly işlenip düzülen dizaýn arkaly netijeliligi we öndürijiligi ýokarlandyryp biler we şeýlelik bilen uçaryň agramyny azaldyp biler.Mundan başga-da, goşmaça önümçilik keramiki tehnologiýasy 100 mikrondan kiçi aýratynlyklar üçin taýýar böleklere ölçegli gözegçilik edýär.
Şeýle-de bolsa, keramika sözi gödeklik baradaky ýalňyş düşünjäni döredip biler.Aslynda, goşmaça öndürilen keramika ajaýyp gurluş güýji, berkligi we giň temperatura diapazonyna garşylygy bilen has ýeňil, inçe bölekleri öndürýär.Geljege gönükdirilen kompaniýalar keramiki önümçilik komponentlerine, şol sanda burun we perwentlere, elektrik izolýatorlaryna we turbinaly pyçaklara ýüz tutýarlar.
Mysal üçin, ýokary arassalykly alýumina gaty gatylygy we güýçli poslama garşylygy we temperatura diapazony bar.Alýuminden ýasalan komponentler howa giňişliginde giňden ýaýran ýokary temperaturada elektrik izolýasiýasydyr.
Zirkoniýa esasly keramika, ýokary derejeli metal galyplary, klapanlar we podşipnikler ýaly aşa material talaplary we ýokary mehaniki stres bilen köp sanly amaly ýerine ýetirip biler.Silikon nitrit keramikasy ýokary güýç, ýokary berklik we ajaýyp termiki zarba garşylygy, şeýle hem dürli kislotalaryň, aşgarlaryň we eredilen metallaryň poslamagyna gowy himiki garşylygy bar.Silikon nitrit izolýatorlar, impellerler we ýokary temperaturaly pes dielektrik antenalar üçin ulanylýar.
Kompozit keramika birnäçe islenýän häsiýetleri üpjün edýär.Alýumin we sirkon bilen goşulan kremniý esasly keramika, turbinaly pyçaklar üçin ýekeje kristal guýma önümçiliginde oňat netije alandygyny subut etdi.Sebäbi bu materialdan ýasalan keramiki ýadro 1500 ° C çenli gaty pes ýylylyk giňelmesine, ýokary gözenekliligine, ýeriň ýokary hiline we oňat elýeterliligine eýe.Bu ýadrolary çap etmek, has ýokary iş temperaturasyna çydap bilýän we hereketlendirijiniň netijeliligini ýokarlandyryp biljek turbinaly dizaýnlary öndürip biler.
Keramikanyň sanjym galyplarynyň ýa-da gaýtadan işlenmeginiň gaty kyndygy we gaýtadan işlemek öndürilýän böleklere çäkli elýeterliligi üpjün edýändigi mälimdir.Inçe diwarlar ýaly aýratynlyklary işlemek hem kyn.
Şeýle-de bolsa, Lithoz takyk, çylşyrymly 3D keramiki komponentleri öndürmek üçin daşbasma esasly keramiki önümçiligi (LCM) ulanýar.
CAD modelinden başlap, jikme-jik aýratynlyklar sanly görnüşde 3D printere geçirilýär.Soňra takyk düzülen keramiki tozy aç-açan küýzäniň ýokarsyna çalyň.Göçürilýän gurluşyk platformasy palçyga çümýär we soňra aşakdan görünýän ýagtylyga saýlanyp alynýar.Gatlak şekili, proýeksiýa ulgamy bilen birleşdirilen sanly mikro aýna enjamy (DMD) tarapyndan döredilýär.Bu prosesi gaýtalamak bilen, üç ölçegli ýaşyl bölek gatlak bilen emele gelip biler.Termiki bejergiden soň, baglaýjy aýrylýar we ýaşyl bölekler ýörite ýyladyş prosesi bilen birleşdirilip, ajaýyp mehaniki aýratynlyklary we ýerüsti hili bilen doly dykyz keramiki bölegi öndürýär.
LCM tehnologiýasy, sanjym galyplary we ýitirilen mum guýulmagy üçin zerur bolan gymmat we agyr galyndy önümçiligini geçip, turbinaly hereketlendiriji komponentleriniň maýa goýumlary üçin innowasiýa, tygşytly we has çalt prosesi üpjün edýär.
LCM, beýleki usullardan has az çig mal ulanyp, başga usullar bilen gazanyp bolmaýan dizaýnlara hem ýetip biler.
Keramiki materiallaryň we LCM tehnologiýasynyň ägirt uly potensialyna garamazdan, AM asyl enjam öndürijileriniň (OEM) we howa giňişliginiň dizaýnerleriniň arasynda boşluk bar.
Munuň bir sebäbi, aýratyn berk howpsuzlyk we hil talaplary bolan pudaklarda täze önümçilik usullaryna garşylyk bolup biler.Aerokosmos önümçiligi köp barlag we kär derejesini, şeýle hem düýpli we berk synaglary talap edýär.
Beýleki bir päsgelçilik, 3D çap etmegiň howada ulanyp boljak zatlara däl-de, diňe bir gezeklik çalt prototip ýazmak üçin amatlydygyna bolan ynamy öz içine alýar.Againene-de bu düşünişmezlik we 3D çap edilen keramiki komponentleriň köpçülikleýin önümçilikde ulanylýandygy subut edildi.
Muňa mysal hökmünde AM keramiki prosesi ýeke kristal (SX) ýadrosyny öndürýän turbinaly pyçaklary öndürmek, şeýle hem ugrukdyryjy berkitme (DS) we deňleşdirilen guýma (EX) superalloý turbinaly pyçaklar öndürilýär.Çylşyrymly şahalar gurluşlary, köp diwarlary we yzky gyralary 200μm-den az bolan ýadrolar çalt we tygşytly öndürilip bilner we soňky komponentler yzygiderli ölçeg takyklygyna we ajaýyp üstki bezegine eýe.
Aragatnaşygy güýçlendirmek, howa giňişliginiň dizaýnerlerini we AM OEM-leri birleşdirip, LCM we beýleki tehnologiýalary ulanyp öndürilen keramiki komponentlere doly ynanyp biler.Tehnologiýa we tejribe bar.AM-den gözleg we prototip ýazmak üçin pikirleniş usulyny üýtgetmeli we uly göwrümli täjirçilik programmalary üçin öňe gidiş ýol hökmünde görmeli.
Aerokosmos kompaniýalary bilimden başga-da işgärlere, in engineeringenerçilige we synaglara wagt sarp edip bilerler.Öndürijiler metal däl-de, keramika baha bermegiň dürli ülňüleri we usullary bilen tanyş bolmalydyrlar.Mysal üçin, Lithozyň gurluş keramika üçin iki esasy ASTM standarty, güýç synagy üçin ASTM C1161 we berkligi barlamak üçin ASTM C1421.Bu ülňüler ähli usullar bilen öndürilen keramika degişlidir.Keramiki goşundy önümçiliginde çap etmek ädimi diňe bir emele getiriş usuly bolup, bölekler adaty keramika bilen birmeňzeş sintez edýär.Şonuň üçin keramiki bölekleriň mikrostrukturasy adaty işleýişe gaty meňzeýär.
Materiallaryň we tehnologiýanyň yzygiderli ösmegine esaslanyp, dizaýnerleriň has köp maglumat aljakdygyny ynam bilen aýdyp bileris.Täze keramiki materiallar ýörite in engineeringenerçilik zerurlyklaryna laýyklykda işlenip taýýarlanylar we özleşdiriler.AM keramikasyndan ýasalan bölekler howa giňişliginde ulanmak üçin sertifikatlaşdyryş işini tamamlar.Kämilleşdirilen modelleme programma üpjünçiligi ýaly has gowy dizaýn gurallary bilen üpjün eder.
LCM tehniki hünärmenleri bilen hyzmatdaşlykda aerokosmos kompaniýalary içerki gysgaltmak, çykdajylary azaltmak we kompaniýanyň öz intellektual eýeçiligini ösdürmek üçin AM mümkinçiliklerini döredip biler.Öňden görüjilikli we uzak möhletli meýilnamalaşdyrmak bilen, keramiki tehnologiýa maýa goýýan howa giňişlik kompaniýalary ýakyn on ýylda we ondan soňky döwürde ähli önümçilik portfelinde ep-esli peýdalar gazanyp bilerler.
“AM Ceramics” bilen hyzmatdaşlygy ýola goýmak bilen, howa giňişliginiň özboluşly enjamlaryny öndürijiler ozal göz öňüne getirip bolmajak komponentleri öndürerler.
About the author: Shawn Allan is the vice president of additive manufacturing expert Lithoz. You can contact him at sallan@lithoz-america.com.
Şon Allan 2021-nji ýylyň 1-nji sentýabrynda Ogaýo ştatynyň Kliwlend şäherinde geçirilen keramika sergisinde keramiki goşundy önümçiliginiň artykmaçlyklaryny netijeli habarlaşmagyň kynçylyklary barada çykyş eder.
Gipersoniki uçuş ulgamlarynyň ösüşi onlarça ýyl bäri bar bolsa-da, häzirki wagtda ABŞ-nyň milli goranyşynyň ileri tutulýan ugruna öwrüldi we bu ugry çalt ösüş we özgeriş ýagdaýyna getirdi.Özboluşly köp ugurly ugur hökmünde kynçylyk, onuň ösüşini ösdürmek üçin zerur hünärleri bolan hünärmenleri tapmakdyr.Şeýle-de bolsa, hünärmenler ýeterlik bolmasa, öndürijilik üçin dizaýny (DFM) ilki bilen Ylmy barlag işinde goýmak, tygşytly üýtgeşmeler girizmek giç bolanda önümçilik boşlugyna öwrülmek ýaly innowasiýa boşlugyny döredýär.
Täze döredilen amaly gipersonika üçin uniwersitet bileleşigi (UCAH) ýaly bileleşikler, meýdançany ösdürmek üçin zerur zehinleri ösdürmek üçin möhüm şert döredýär.Talyplar tehnologiýany ösdürmek we möhüm gipersoniki gözlegleri ösdürmek üçin uniwersitet gözlegçileri we pudak hünärmenleri bilen göni işleşip bilerler.
UCAH we beýleki goranmak konsorsiýasy agzalara dürli in engineeringenerçilik işleri bilen meşgullanmaga ygtyýarly bolsa-da, dizaýndan başlap material ösüşine we seçip alyş ussahanalaryna çenli dürli we tejribeli zehinleri ösdürmek üçin has köp iş edilmeli.
Bu ugurda has dowamly bahany üpjün etmek üçin uniwersitet bileleşigi, senagat zerurlyklaryna laýyk gelmek, agzalary degişli pudaklaýyn gözleglere çekmek we maksatnama maýa goýmak arkaly işçi güýjüni ösdürmegi ileri tutmalydyr.
Gipersonik tehnologiýany uly göwrümli önümçilik taslamalaryna öwüreniňizde, bar bolan in engineeringenerçilik we önümçilik zähmet ussatlygy boşlugy iň uly kynçylykdyr.Irki gözlegler bu ýerlikli ölüm jülgesinden geçmese - gözleg we önümçilik arasyndaky boşluk we köp ägirt uly taslamalar başa barmasa, ulanylýan we mümkin bolan çözgüdi ýitirdik.
ABŞ-nyň önümçilik pudagy adatdan daşary tizligi çaltlaşdyryp biler, ýöne yzda galmak töwekgelçiligi işçi güýjüniň göwrümini deňeşdirmekdir.Şonuň üçin hökümet we uniwersitet ösüş konsorsiumy bu meýilnamalary durmuşa geçirmek üçin öndürijiler bilen hyzmatdaşlyk etmeli.
Senagat önümçilik ussahanalaryndan in engineeringenerçilik barlaghanalaryna çenli başarnyk boşluklaryny başdan geçirdi - bu boşluklar diňe gipersonik bazaryň ösmegi bilen giňelder.Ösüp barýan tehnologiýalar, bu ugurdaky bilimleri giňeltmek üçin döreýän işçi güýjüni talap edýär.
Gipersoniki iş dürli materiallaryň we gurluşlaryň birnäçe dürli möhüm ugurlaryny öz içine alýar we her sebitiň öz tehniki kynçylyklary bar.Olar ýokary derejeli jikme-jik bilimleri talap edýärler we zerur tejribe ýok bolsa, bu ösüş we önümçilik üçin päsgelçilik döredip biler.Işi dowam etdirmek üçin ýeterlik adamymyz ýok bolsa, ýokary tizlikli önümçilige bolan islegi kanagatlandyryp bolmaz.
Mysal üçin, soňky önümi gurup bilýän adamlar gerek.UCAH we beýleki konsorsiýa häzirki zaman önümçiligini ösdürmek we önümçiligiň roly bilen gyzyklanýan okuwçylaryň hem goşulmagyny üpjün etmek üçin zerurdyr.Işçi güýjüni ösdürmegiň köp ugurly tagallalary arkaly, pudak ýakyn ýyllarda gipersonik uçuş meýilnamalarynda bäsdeşlik artykmaçlygyny saklap biler.
UCAH-ny döretmek bilen, Goranmak ministrligi bu ugurda mümkinçilikleri ösdürmäge has gönükdirilen çemeleşmäge mümkinçilik döredýär.Koalisiýa agzalarynyň hemmesi bilelikde işlemeli, gözleg tizligini gurup we gorap bileris we ýurdumyzyň zerur netijelerini çykarmak üçin ony giňeldip bileris.
Häzirki wagtda ýapylan NASA Advanced Composites Alliance, işçi güýjüni ösdürmek boýunça üstünlikli tagallanyň mysalydyr.Onuň netijeliligi, gözleg we gözleg işlerini senagat gyzyklanmalary bilen birleşdirmegiň netijesidir, bu ösüş ekosistemasynda innowasiýalary giňeltmäge mümkinçilik berýär.Senagat ýolbaşçylary NASA we uniwersitetler bilen iki-dört ýyl bäri taslamalarda gönüden-göni işlediler.Membershli agzalar hünär bilimini we tejribesini ösdürdiler, bäsdeşliksiz şertlerde hyzmatdaşlygy öwrendiler we geljekde esasy pudak oýunçylaryny terbiýelemek üçin kollej okuwçylaryny ösdürdiler.
Işçi güýjüni ösdürmegiň bu görnüşi, pudakdaky boşluklary doldurýar we kiçi telekeçilere ABŞ-nyň milli howpsuzlygy we ykdysady howpsuzlyk başlangyçlary üçin has amatly ösüş gazanmak üçin çalt innowasiýa we pudagy diwersifikasiýa etmek üçin mümkinçilikler döredýär.
UCAH-ny öz içine alýan uniwersitet bileleşikleri gipersoniki ugurda we goranyş pudagynda möhüm baýlykdyr.Gözlegleri täze döreýän täzelikleri öňe süren hem bolsa, iň uly gymmaty geljekki neslimizi işçi güýjüni taýýarlamak ukybyndadyr.Konsorsium indi şeýle meýilnamalara maýa goýumlaryny ileri tutmalydyr.Şeýle etmek bilen, gipersoniki innowasiýanyň uzak möhletli üstünligini ösdürmäge kömek edip bilerler.
About the author: Kim Caldwell leads Spirit AeroSystems’ R&D program as a senior manager of portfolio strategy and collaborative R&D. In her role, Caldwell also manages relationships with defense and government organizations, universities, and original equipment manufacturers to further develop strategic initiatives to develop technologies that drive growth. You can contact her at kimberly.a.caldwell@spiritaero.com.
Çylşyrymly, ýokary ineredenerli önümleri öndürijiler (uçar bölekleri ýaly) her gezek kämillige ygrarlydyrlar.Manevr üçin ýer ýok.
Uçar önümçiligi diýseň çylşyrymly bolany üçin, öndürijiler her ädimine uly üns berip, hil prosesini üns bilen dolandyrmalydyrlar.Munuň üçin kadalaşdyryjy talaplary ýerine ýetirmek bilen dinamiki önümçiligi, hili, howpsuzlygy we üpjünçilik zynjyryny nädip dolandyrmalydygyny we uýgunlaşmalydygyna çuňňur düşünmegi talap edýär.
Köp faktorlar ýokary hilli önümleriň iberilmegine täsir edýändigi sebäpli, çylşyrymly we ýygy-ýygydan üýtgeýän önümçilik sargytlaryny dolandyrmak kyn.Hil prosesi gözlegiň we dizaýnyň, önümçiligiň we synagyň ähli ugurlarynda dinamiki bolmalydyr.Senagat 4.0 strategiýalary we häzirki zaman önümçilik çözgütleri netijesinde bu hil kynçylyklaryny dolandyrmak we ýeňip geçmek has aňsatlaşdy.
Uçar önümçiliginiň däp bolan ugry elmydama materiallara gönükdirilipdi.Hil taýdan köp meseleleriň çeşmesi döwük döwük, poslama, metal ýadawlygy ýa-da başga faktorlar bolup biler.Şeýle-de bolsa, häzirki uçar önümçiliginde çydamly materiallary ulanýan ösen, ýokary ineredenerli tehnologiýalar bar.Önüm döretmek ýokary hünärli we çylşyrymly prosesleri we elektron ulgamlaryny ulanýar.Umumy amallary dolandyrmak programma üpjünçiliginiň çözgütleri indi gaty çylşyrymly meseleleri çözüp bilmez.
Global üpjünçilik zynjyryndan has çylşyrymly bölekleri satyn alyp bolýar, şonuň üçin olary ýygnamak prosesiniň dowamynda birleşdirmäge has köp üns bermeli.Näbellilik üpjünçilik zynjyrynyň görünmegine we hil dolandyryşyna täze kynçylyklar getirýär.Köp bölekleriň we taýýar önümleriň hilini üpjün etmek has gowy we has toplumlaýyn hil usullaryny talap edýär.
Senagat 4.0 önümçilik pudagynyň ösüşini aňladýar we berk hil talaplaryny kanagatlandyrmak üçin has ösen tehnologiýalar zerurdyr.Goldaw tehnologiýalaryna zatlaryň senagat interneti (IIoT), sanly sapaklar, giňeldilen hakykat (AR) we çaklaýjy analitikler girýär.
Hil 4.0, önümleri, amallary, meýilnamalaşdyrmagy, berjaý etmegi we ülňüleri öz içine alýan maglumatlara esaslanýan önümçilik prosesiniň hil usulyny suratlandyrýar.Adaty hil usullaryny çalyşmagyň ýerine, önümçilikdäki kärdeşleri bilen birmeňzeş täze tehnologiýalary, şol sanda maşyn öwrenmek, birikdirilen enjamlar, bulut hasaplaýyş we sanly ekizler guramanyň işini üýtgetmek we mümkin bolan önümleri ýa-da prosesleri ýok etmek üçin gurulýar.Hil 4.0-iň peýda bolmagy, maglumatlara garaşlylygy ýokarlandyrmak we önümi öndürmegiň umumy usulynyň bir bölegi hökmünde hiliň has çuňňur ulanylmagy bilen iş ýeriniň medeniýetini hasam üýtgeder diýlip garaşylýar.
Hil 4.0 amaly we hil kepilligi (QA) meselelerini başdan dizaýn etabyna birleşdirýär.Bu önümleri konseptuallaşdyrmagy we dizaýn etmegi öz içine alýar.Soňky pudaklaýyn gözleg netijeleri, bazarlaryň köpüsinde awtomatiki dizaýn geçiriş prosesiniň ýokdugyny görkezýär.El bilen işlemek içerki ýalňyşlyk bolsun ýa-da aragatnaşyk dizaýny we üpjünçilik zynjyryndaky üýtgeşmeler bolsun, ýalňyşlyklara ýer berýär.
Dizaýndan başga-da, Hil 4.0 galyndylary azaltmak, gaýtadan işlemegi azaltmak we önümçilik parametrlerini optimizirlemek üçin prosese gönükdirilen maşyn öwrenişini hem ulanýar.Mundan başga-da, önüm gowşurylandan soň önüm öndürijilik meselelerini çözýär, önüm programma üpjünçiligini uzakdan täzelemek üçin ýerdäki seslenmeleri ulanýar, müşderiniň kanagatlylygyny saklaýar we netijede gaýtalanýan işi üpjün edýär.Senagat 4.0-iň aýrylmaz hyzmatdaşyna öwrülýär.
Şeýle-de bolsa, hil diňe saýlanan önümçilik baglanyşyklaryna degişli däl.Hil 4.0-iň öz içine almagy, önümçilik guramalarynda maglumatlaryň üýtgeýän güýjüni korporatiw pikirlenmegiň aýrylmaz bölegine öwürip, önümçilik guramalarynda giňişleýin hil çemeleşmesini döredip biler.Guramanyň ähli derejelerinde berjaý etmek umumy hil medeniýetiniň döremegine goşant goşýar.
Hiç bir önümçilik prosesi 100% wagtyň içinde gowy işläp bilmez.Şertleriň üýtgemegi, düzedilmegini talap edýän garaşylmadyk hadysalara sebäp bolýar.Hil taýdan tejribesi bolanlar, bularyň hemmesiniň kämillige tarap gitmek prosesi bilen baglanyşyklydygyna düşünýärler.Meseleleri mümkin boldugyça ir ýüze çykarmak üçin hiliň bu prosese goşulmagyny nädip üpjün edip bilersiňiz?Kemçilik tapsaň näme ederdiň?Bu meseläni döredýän daşarky faktorlar barmy?Bu meseläniň gaýtalanmazlygy üçin gözleg meýilnamasyna ýa-da synag prosedurasyna haýsy üýtgeşmeler girizip bilersiňiz?
Her önümçilik prosesiniň baglanyşykly we degişli hil prosesi bar diýen düşünjäni dörediň.-Eke-täk gatnaşyklaryň bardygyny we hilini yzygiderli ölçäp boljak geljegi göz öňüne getiriň.Tötänleýin näme bolup geçse-de, ajaýyp hile ýetip bolýar.Her bir iş merkezi, kynçylyklar ýüze çykmazdan ozal gowulaşmak üçin ugurlary kesgitlemek üçin gündelik görkezijileri we esasy öndürijilik görkezijilerini (KPI) gözden geçirýär.
Bu ýapyk görnüşli ulgamda, her önümçilik prosesi hil taýdan tapawutlanýar, bu prosesi duruzmak, amalyň dowam etmegine ýa-da real wagt düzedişleri girizmek üçin seslenme berýär.Ulgam ýadawlyk ýa-da adam ýalňyşlygy bilen täsir etmeýär.Uçar öndürmek üçin niýetlenen ýapyk görnüşli hil ulgamy, has ýokary hil derejesine ýetmek, aýlaw wagtyny gysgaltmak we AS9100 standartlaryna laýyk gelmegini üpjün etmek üçin zerurdyr.
On ýyl ozal QA-ny ​​önüm dizaýnyna, bazar gözlegine, üpjün edijilere, önüm hyzmatlaryna ýa-da müşderiniň kanagatlanmagyna täsir edýän beýleki faktorlara gönükdirmek pikiri mümkin däldi.Önüm dizaýnynyň has ýokary ygtyýarlydygyna düşünilýär;hil, kemçiliklerine garamazdan, bu dizaýnlary gurnama setirinde ýerine ýetirmek hakda.
Häzirki wagtda köp kompaniýalar telekeçiligi nädip etmelidigi barada täzeden pikir edýärler.2018-nji ýyldaky ýagdaý indi mümkin däl bolup biler.Has köp öndürijiler has akylly we akylly bolýarlar.Has köp bilim bar, bu has ýokary netijelilik we öndürijilik bilen ilkinji gezek dogry önüm gurmak üçin has gowy akyl aňladýar.