Dapre SmarTech, yon konpayi konsiltasyon teknoloji fabrikasyon, ayewospasyal se dezyèm pi gwo endistri ki sèvi pa manifakti aditif (AM), dezyèm sèlman nan medikaman.Sepandan, toujou gen yon mank de konsyans sou potansyèl la nan fabrikasyon aditif nan materyèl seramik nan fabrikasyon an rapid nan eleman ayewospasyal, ogmante fleksibilite ak pri-efikasite.AM ka pwodwi pi fò ak pi lejè pati seramik pi vit ak plis dirab-redwi depans travay, minimize asanble manyèl, ak amelyore efikasite ak pèfòmans atravè konsepsyon devlope pa modèl, kidonk diminye pwa nan avyon an.Anplis de sa, teknoloji aditif fabrikasyon seramik bay kontwòl dimansyon nan pati fini pou karakteristik ki pi piti pase 100 mikron.
Sepandan, mo seramik la ka evoke move konsepsyon nan frajil.An reyalite, aditif-fabrike seramik pwodui pi lejè, pi rafine pati ak gwo fòs estriktirèl, severite, ak rezistans nan yon seri tanperati lajè.Konpayi kap avanse yo ap vire nan konpozan fabrikasyon seramik, ki gen ladan bouch ak elis, izolan elektrik ak lam turbine.
Pou egzanp, alumina-wo pite gen gwo dite, e li gen yon gwo rezistans korozyon ak ranje tanperati.Eleman ki fèt ak alumina yo tou elektrik izolasyon nan tanperati ki wo komen nan sistèm ayewospasyal yo.
Seramik ki baze sou zirkonya ka satisfè anpil aplikasyon ak kondisyon materyèl ekstrèm ak gwo estrès mekanik, tankou bòdi metal-wo fen, tiyo ak BEARINGS.Seramik nitrure Silisyòm gen gwo fòs, segondè severite ak ekselan rezistans chòk tèmik, osi byen ke bon rezistans chimik nan korozyon nan yon varyete de asid, alkali ak metal fonn.Nitrure Silisyòm yo itilize pou izolan, roue, ak antèn wo-tanperati ba-dielectric.
Seramik konpoze bay plizyè kalite dezirab.Silisyòm ki baze sou seramik te ajoute ak alumina ak zirkon yo te pwouve yo fè byen nan envantè de moule kristal sèl pou lam turbine.Sa a se paske nwayo a seramik ki fèt ak materyèl sa a gen trè ba ekspansyon tèmik jiska 1,500 ° C, segondè porosite, bon jan kalite sifas ekselan ak bon leachability.Enpresyon nwayo sa yo ka pwodwi desen turbine ki ka kenbe tèt ak pi wo tanperati opere ak ogmante efikasite motè.
Li se byen li te ye ke bòdi piki oswa machin nan seramik trè difisil, ak machining bay aksè limite nan eleman yo ke yo te fabrike.Karakteristik tankou mi mens yo tou difisil pou machin.
Sepandan, Lithoz itilize fabrikasyon seramik ki baze sou litografi (LCM) pou fabrike konpozan seramik 3D presi, ki gen fòm konplèks.
Apati de modèl CAD la, espesifikasyon detaye yo transfere nimerik nan enprimant 3D la.Lè sa a, aplike poud seramik ki byen fòme nan tèt la nan kann transparan.Platfòm nan konstriksyon mobil benyen nan labou a ak Lè sa a, oaza ekspoze a limyè vizib anba a.Se imaj la kouch ki te pwodwi pa yon aparèy dijital mikwo-glas (DMD) makonnen ak sistèm nan pwojeksyon.Lè w repete pwosesis sa a, yon pati vèt ki genyen twa dimansyon ka pwodwi kouch pa kouch.Apre tèmik apre tretman an, yo retire lyan an epi pati vèt yo sintered-konbine pa yon pwosesis chofaj espesyal-pou pwodwi yon pati seramik konplètman dans ak ekselan pwopriyete mekanik ak bon jan kalite sifas yo.
Teknoloji LCM bay yon pwosesis inovatè, pri-efikas ak pi vit pou depoze envestisman nan konpozan motè turbine-yo kontoune fabrikasyon mwazi chè ak travayè ki nesesè pou bòdi piki ak depoze sir pèdi.
LCM kapab tou reyalize desen ki pa ka reyalize pa lòt metòd, pandan w ap itilize anpil mwens matyè premyè pase lòt metòd.
Malgre gwo potansyèl materyèl seramik ak teknoloji LCM, toujou gen yon diferans ant manifaktirè ekipman orijinal AM (OEM) ak konsèpteur ayewospasyal.
Youn nan rezon ki fè yo ka rezistans nan nouvo metòd fabrikasyon nan endistri ki gen sekirite patikilyèman strik ak kondisyon kalite.Manifakti ayewospasyal mande pou anpil verifikasyon ak pwosesis kalifikasyon, osi byen ke tès apwofondi ak solid.
Yon lòt obstak gen ladan kwayans ke enprime 3D se sitou sèlman apwopriye pou yon sèl fwa pwototip rapid, olye ke nenpòt bagay ki ka itilize nan lè a.Yon fwa ankò, sa a se yon enkonpreyansyon, ak 3D enprime eleman seramik yo te pwouve yo dwe itilize nan pwodiksyon an mas.
Yon egzanp se fabrike lam turbine, kote pwosesis seramik AM pwodui nwayo sèl kristal (SX), osi byen ke solidifikasyon direksyon (DS) ak lam turbine superalloy ekiaxed casting (EX).Nwayo ak estrikti branch konplèks, mi miltip ak kwen fin mwens pase 200μm ka pwodwi byen vit ak ekonomikman, ak konpozan final yo gen presizyon ki konsistan ak sifas ekselan fini.
Amelyore kominikasyon ka mete ansanm konsèpteur ayewospasyal yo ak AM OEM yo epi fè konfyans totalman nan eleman seramik ki fabrike lè l sèvi avèk LCM ak lòt teknoloji.Teknoloji ak ekspètiz egziste.Li bezwen chanje fason panse soti nan AM pou R&D ak pwototip, epi wè li kòm yon fason pou pi devan pou aplikasyon komèsyal gwo echèl.
Anplis edikasyon, konpayi ayewospasyal yo ka envesti tan tou nan pèsonèl, jeni, ak tès.Manifakti yo dwe abitye ak diferan estanda ak metòd pou evalye seramik, pa metal.Pou egzanp, de estanda ASTM kle Lithoz pou seramik estriktirèl yo se ASTM C1161 pou tès fòs ak ASTM C1421 pou tès severite.Estanda sa yo aplike nan seramik ki pwodui pa tout metòd.Nan fabrikasyon aditif seramik, etap enprime a se jis yon metòd fòme, ak pati yo sibi menm kalite SINTERING kòm seramik tradisyonèl yo.Se poutèt sa, mikrostruktur nan pati seramik yo pral trè menm jan ak machin konvansyonèl yo.
Ki baze sou avansman kontinyèl nan materyèl ak teknoloji, nou ka di ke konsèpteur yo pral jwenn plis done.Nouvo materyèl seramik yo pral devlope ak Customized selon bezwen espesifik jeni.Pati ki fèt ak seramik AM pral konplete pwosesis sètifikasyon an pou itilize nan espas aeryen.Epi yo pral bay pi bon zouti konsepsyon, tankou lojisyèl modèl amelyore.
Lè yo kolabore ak ekspè teknik LCM, konpayi ayewospasyal yo ka prezante pwosesis seramik AM entèn-mantèg tan, diminye depans yo, ak kreye opòtinite pou devlopman pwòp pwopriyete entelektyèl konpayi an.Avèk previzyon ak planifikasyon alontèm, konpayi ayewospasyal ki envesti nan teknoloji seramik ka rekòlte benefis enpòtan nan tout dosye pwodiksyon yo nan dis ane kap vini yo ak pi lwen.
Lè yo etabli yon patenarya ak AM Ceramics, manifaktirè ekipman orijinal ayewospasyal yo pral pwodwi konpozan ki te deja inimajinabl.
About the author: Shawn Allan is the vice president of additive manufacturing expert Lithoz. You can contact him at sallan@lithoz-america.com.
Shawn Allan pral pale sou difikilte pou kominike efektivman avantaj ki genyen nan fabrikasyon aditif seramik nan Ekspozisyon Ceramics nan Cleveland, Ohio nan dat 1ye septanm 2021.
Malgre ke devlopman nan sistèm vòl ipèsonik te egziste pou dè dekad, li te kounye a vin pi gwo priyorite nan defans nasyonal US, pote jaden sa a nan yon eta de kwasans rapid ak chanjman.Kòm yon domèn miltidisiplinè inik, defi a se jwenn ekspè ki gen konpetans ki nesesè yo ankouraje devlopman li.Sepandan, lè pa gen ase ekspè, li kreye yon diferans inovasyon, tankou mete konsepsyon pou fabrikasyon (DFM) an premye nan faz R&D, ak Lè sa a, vire nan yon espas fabrikasyon lè li twò ta pou fè chanjman pri-efikas.
Alyans yo, tankou University Alliance for Applied Hypersonics (UCAH), ki fèk etabli, bay yon anviwonman enpòtan pou kiltive talan ki nesesè pou avanse jaden an.Elèv yo ka travay dirèkteman ak chèchè inivèsite yo ak pwofesyonèl endistri yo pou devlope teknoloji ak avanse rechèch ipèsonik kritik.
Malgre ke UCAH ak lòt konsòsya defans te otorize manm yo angaje yo nan yon varyete travay jeni, plis travay dwe fè pou kiltive talan divès ak eksperyans, soti nan konsepsyon nan devlopman materyèl ak seleksyon nan atelye fabrikasyon.
Pou bay plis valè dirab nan domèn nan, alyans inivèsite a dwe fè devlopman mendèv yon priyorite lè li aliman ak bezwen endistri yo, enplike manm yo nan rechèch ki apwopriye pou endistri a, epi envesti nan pwogram nan.
Lè transfòme teknoloji ipèsonik nan gwo pwojè fabrikasyon, diferans ki deja egziste nan jeni ak fabrikasyon konpetans travay se pi gwo defi a.Si rechèch byen bonè pa travèse vale lanmò sa a byen nonmen—distans ki genyen ant R&D ak fabrikasyon, ak anpil pwojè anbisye echwe—lè ​​sa a nou pèdi yon solisyon ki aplikab ak posib.
Endistri manifakti US la ka akselere vitès supèrsonik la, men risk pou yo tonbe dèyè se pou elaji gwosè fòs travay la pou matche.Se poutèt sa, gouvènman an ak konsòsya devlopman inivèsite yo dwe kolabore ak manifaktirè yo mete plan sa yo an pratik.
Endistri a te fè eksperyans twou vid ki genyen ladrès soti nan atelye fabrikasyon nan laboratwa jeni-gaps sa yo pral sèlman elaji kòm mache ipèsonik la ap grandi.Teknoloji émergentes mande pou yon fòs travay émergentes pou elaji konesans nan domèn nan.
Travay ipersonik kouvri plizyè zòn kle diferan nan divès kalite materyèl ak estrikti, epi chak zòn gen pwòp seri defi teknik li yo.Yo mande yon wo nivo de konesans detaye, epi si ekspètiz ki nesesè a pa egziste, sa ka kreye obstak nan devlopman ak pwodiksyon an.Si nou pa gen ase moun pou kenbe travay la, li pral enposib kenbe moute ak demann lan pou pwodiksyon gwo vitès.
Pou egzanp, nou bezwen moun ki ka bati pwodwi final la.UCAH ak lòt konsòsya yo esansyèl pou ankouraje manifakti modèn epi asire elèv ki enterese nan wòl fabrikasyon yo enkli.Atravè efò devlopman mendèv dedye kwa-fonksyonèl, endistri a pral kapab kenbe yon avantaj konpetitif nan plan vòl ipèsonik nan kèk ane kap vini yo.
Nan etabli UCAH, Depatman Defans la ap kreye yon opòtinite pou adopte yon apwòch ki pi konsantre nan bati kapasite nan domèn sa a.Tout manm kowalisyon yo dwe travay ansanm pou fòme kapasite nich etidyan yo pou nou kapab konstwi ak kenbe momantòm rechèch la epi elaji li pou pwodui rezilta peyi nou an bezwen.
NASA Advanced Composites Alliance ki fèmen kounye a se yon egzanp efò devlopman mendèv ki gen siksè.Efikasite li se rezilta konbine R&D travay ak enterè endistri, ki pèmèt inovasyon elaji nan tout ekosistèm devlopman an.Lidè endistri yo te travay dirèkteman ak NASA ak inivèsite sou pwojè pou de a kat ane.Tout manm yo te devlope konesans ak eksperyans pwofesyonèl, te aprann kolabore nan yon anviwonman ki pa konpetitif, epi yo te ankouraje etidyan kolèj yo pou yo devlope pou nouri jwè kle endistri yo alavni.
Kalite devlopman mendèv sa a ranpli twou vid ki genyen nan endistri a epi li bay ti biznis opòtinite pou yo inove rapidman epi divèsifye domèn nan pou yo reyalize plis kwasans ki favorab pou sekirite nasyonal Etazini ak inisyativ sekirite ekonomik yo.
Alyans inivèsite ki gen ladan UCAH yo se byen enpòtan nan domèn ipèsonik ak endistri defans.Malgre ke rechèch yo te ankouraje inovasyon émergentes, pi gwo valè yo chita nan kapasite yo pou fòme pwochen jenerasyon mendèv nou an.Konsòsyòm nan kounye a bezwen priyorite envestisman nan plan sa yo.Lè yo fè sa, yo ka ede ankouraje siksè alontèm nan inovasyon ipèsonik.
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.
Manifaktirè yo nan pwodwi konplèks, trè Enjenieri (tankou konpozan avyon) yo angaje nan pèfeksyon chak fwa.Pa gen plas pou manevwe.
Paske pwodiksyon avyon an trè konplèks, manifaktirè yo dwe ak anpil atansyon jere bon jan kalite pwosesis la, peye anpil atansyon sou chak etap.Sa mande yon konpreyansyon apwofondi sou fason pou jere ak adapte yo ak pwodiksyon dinamik, kalite, sekirite, ak pwoblèm chèn ekipman pandan y ap satisfè kondisyon regilasyon.
Paske anpil faktè afekte livrezon bon jan kalite pwodwi, li difisil pou jere lòd pwodiksyon konplèks ak souvan chanje.Pwosesis bon jan kalite a dwe dinamik nan tout aspè nan enspeksyon ak konsepsyon, pwodiksyon ak tès.Mèsi a estrateji endistri 4.0 ak solisyon manifakti modèn, defi kalite sa yo vin pi fasil pou jere ak simonte.
Konsantre tradisyonèl nan pwodiksyon avyon te toujou sou materyèl.Sous pifò pwoblèm kalite yo ka frajil ka zo kase, korozyon, fatig metal, oswa lòt faktè.Sepandan, pwodiksyon avyon jodi a gen ladan teknoloji avanse, trè enjenyè ki sèvi ak materyèl rezistan.Kreyasyon pwodwi itilize pwosesis trè espesyalize ak konplèks ak sistèm elektwonik.Solisyon lojisyèl jesyon operasyon jeneral yo ka pa kapab rezoud pwoblèm trè konplèks ankò.
Pati ki pi konplèks yo ka achte nan chèn ekipman mondyal la, kidonk yo dwe bay plis konsiderasyon pou entegre yo nan tout pwosesis asanble a.Ensètitid pote nouvo defi nan vizibilite chèn ekipman ak jesyon kalite.Asire bon jan kalite a nan anpil pati ak pwodwi fini mande pou metòd bon jan kalite pi bon ak plis entegre.
Endistri 4.0 reprezante devlopman endistri fabrikasyon an, ak plis ak plis teknoloji avanse yo bezwen satisfè kondisyon kalite strik.Teknoloji sipò yo enkli Entènèt Endistriyèl bagay (IIoT), fil dijital, reyalite ogmante (AR), ak analiz prediksyon.
Kalite 4.0 dekri yon metòd bon jan kalite pwosesis pwodiksyon ki baze sou done ki enplike pwodwi, pwosesis, planifikasyon, konfòmite ak estanda.Li bati sou olye ke ranplase metòd bon jan kalite tradisyonèl yo, lè l sèvi avèk anpil nan menm nouvo teknoloji yo ak tokay endistriyèl li yo, ki gen ladan aprantisaj machin, aparèy konekte, cloud computing, ak jimo dijital transfòme workflow òganizasyon an ak elimine posib pwodwi oswa pwosesis Defo.Aparisyon Kalite 4.0 espere plis chanje kilti espas travay la lè yo ogmante depandans sou done ak yon itilizasyon pi fon nan bon jan kalite kòm yon pati nan metòd kreyasyon an jeneral pwodwi.
Kalite 4.0 entegre pwoblèm operasyon ak asirans kalite (QA) depi nan konmansman an nan etap konsepsyon an.Sa gen ladann kijan pou konsèptualize ak konsepsyon pwodwi yo.Rezilta sondaj endistri ki sot pase yo endike ke pifò mache yo pa gen yon pwosesis transfè konsepsyon otomatik.Pwosesis manyèl la kite plas pou erè, kit se yon erè entèn oswa kominike konsepsyon ak chanjman nan chèn ekipman pou.
Anplis de konsepsyon, Kalite 4.0 itilize tou aprantisaj machin ki santre sou pwosesis pou diminye fatra, redwi rivork, ak optimize paramèt pwodiksyon an.Anplis de sa, li tou rezoud pwoblèm pèfòmans pwodwi apre livrezon, sèvi ak fidbak sou plas pou mete ajou lojisyèl pwodwi adistans, kenbe satisfaksyon kliyan, epi finalman asire biznis repete.Li ap vin tounen yon patnè inséparabl nan endistri 4.0.
Sepandan, bon jan kalite se pa sèlman aplikab a lyen manifakti chwazi.Enklizivite Kalite 4.0 ka enstile yon apwòch kalite konplè nan òganizasyon fabrikasyon yo, fè pouvwa transfòmasyon done yo yon pati entegral nan panse antrepriz.Konfòmite nan tout nivo òganizasyon an kontribye nan fòmasyon yon kilti kalite jeneral.
Pa gen pwosesis pwodiksyon ka kouri parfe nan 100% nan tan an.Chanjman kondisyon yo deklanche evènman enprevi ki mande pou ratrapaj.Moun ki gen eksperyans nan bon jan kalite konprann ke li se tout sou pwosesis la nan deplase nan direksyon pou pèfeksyon.Ki jan ou asire ke bon jan kalite a enkòpore nan pwosesis la pou detekte pwoblèm pi bonè posib?Kisa ou pral fè lè ou jwenn defo a?Èske gen nenpòt faktè ekstèn ki lakòz pwoblèm sa a?Ki chanjman ou ka fè nan plan enspeksyon an oswa pwosedi tès la pou anpeche pwoblèm sa a rive ankò?
Etabli yon mantalite ke chak pwosesis pwodiksyon gen yon pwosesis kalite ki gen rapò ak ki gen rapò.Imajine yon avni kote gen yon relasyon youn-a-yon ak toujou ap mezire kalite.Pa gen pwoblèm sa k ap pase owaza, bon jan kalite pafè ka reyalize.Chak sant travay revize endikatè ak endikatè pèfòmans kle (KPIs) sou yon baz chak jou pou idantifye zòn pou amelyorasyon anvan pwoblèm rive.
Nan sistèm bouk fèmen sa a, chak pwosesis pwodiksyon gen yon enferans bon jan kalite, ki bay fidbak yo sispann pwosesis la, pèmèt pwosesis la kontinye, oswa fè ajisteman an tan reyèl.Sistèm nan pa afekte pa fatig oswa erè imen.Yon sistèm kalite bouk fèmen ki fèt pou pwodiksyon avyon esansyèl pou reyalize pi wo nivo kalite, diminye tan sik, epi asire konfòmite ak estanda AS9100.
Dis ane de sa, lide pou konsantre QA sou konsepsyon pwodwi, rechèch sou mache, founisè, sèvis pwodwi, oswa lòt faktè ki afekte satisfaksyon kliyan li te enposib.Konsepsyon pwodwi yo konprann soti nan yon otorite ki pi wo;bon jan kalite se sou egzekite desen sa yo sou liy lan asanble, kèlkeswa enpèfeksyon yo.
Jodi a, anpil konpayi ap repanse kijan pou yo fè biznis.Statu quo a nan 2018 ka pa posib ankò.Plis ak plis manifaktirè yo ap vin pi entelijan ak pi entelijan.Gen plis konesans ki disponib, ki vle di pi bon entèlijans pou konstwi bon pwodwi nan premye fwa, ak pi wo efikasite ak pèfòmans.