SmarTech җитештерү технологияләре буенча консалтинг компаниясе мәгълүматлары буенча, аэрокосмик тармак - өстәмә җитештерү (ӘҖ) белән хезмәт күрсәтүче икенче зур тармак, ул медицинадан кала икенче урында тора. Шулай да, аэрокосмик компонентларны тиз җитештерүдә керамик материалларны өстәмә җитештерүнең потенциалы, сыгылучанлыкны арттыру һәм чыгымнарны нәтиҗәлерәк куллану турында мәгълүмат җитми. ӘҖ көчлерәк һәм җиңелрәк керамик детальләрне тизрәк һәм тотрыклырак җитештерә ала - хезмәт чыгымнарын киметә, кул белән җыюны минимальләштерә, модельләштерү ярдәмендә эшләнгән дизайн ярдәмендә нәтиҗәлелекне һәм эшчәнлекне яхшырта, шуның белән очкычның авырлыгын киметә. Моннан тыш, өстәмә җитештерү керамик технологиясе 100 микроннан кечерәк элементлар өчен әзер детальләрнең үлчәмле контролен тәэмин итә.
Шулай да, "керамика" сүзе сынучанлык турында ялгыш фикер тудырырга мөмкин. Чынлыкта, өстәмәләр ярдәмендә җитештерелгән керамика җиңелрәк, нечкәрәк детальләр җитештерә, аларның структурасы зур ныклыкка, ныклыкка һәм киң температура диапазонына чыдам. Алга омтылучы компанияләр керамика җитештерү компонентларына, шул исәптән насадкаларга һәм пропеллерларга, электр изоляторларына һәм турбина пычакларына мөрәҗәгать итәләр.
Мәсәлән, югары сафлыктагы алюминий оксиды югары катылыкка ия, коррозиягә һәм температура диапазонына нык чыдам. Алюминий оксидыннан ясалган компонентлар шулай ук ​​аэрокосмик системаларда еш очрый торган югары температураларда электр изоляциясе ясый.
Цирконий нигезендәге керамика югары сыйфатлы металл калыплау, клапаннар һәм подшипниклар кебек материал таләпләре һәм югары механик көчәнеш белән бәйле күп кулланылышларны канәгатьләндерә ала. Кремний нитриды керамикасы югары ныклыкка, югары ныклыкка һәм җылылык шокларына каршы торучанлыкка, шулай ук ​​төрле кислоталарның, селтеләрнең һәм эрегән металларның коррозиясенә яхшы химик каршылыкка ия. Кремний нитриды изоляторлар, импеллерлар һәм югары температуралы түбән диэлектрик антенналар өчен кулланыла.
Композит керамика берничә кирәкле сыйфат бирә. Алюминий оксиды һәм циркон өстәлгән кремний нигезендәге керамика турбина пычаклары өчен монокристалл кою җитештерүдә яхшы нәтиҗәләргә иреште. Чөнки бу материалдан ясалган керамик үзәк 1500°C кадәр бик түбән җылылык киңәюенә, югары мәсамәлелеккә, югары өслек сыйфатына һәм яхшы агып чыгучанлыкка ия. Бу үзәкләрне бастыру югарырак эш температурасына чыдам һәм двигательнең нәтиҗәлелеген арттыра торган турбина конструкцияләрен җитештерә ала.
Керамиканы инъекция рәвешендә калыплау яки механик эшкәртү бик авыр, һәм механик эшкәртү җитештерелә торган компонентларга чикләнгән керү мөмкинлеге бирә. Нечкә стеналар кебек үзенчәлекләрне дә эшкәртү авыр.
Шулай да, Lithoz төгәл, катлаулы формадагы 3D керамик компонентлар җитештерү өчен литографиягә нигезләнгән керамик җитештерү (LCM) куллана.
CAD моделеннән башлап, җентекле спецификацияләр цифрлы рәвештә 3D принтерга күчерелә. Аннары төгәл формулалы керамик порошокны үтә күренмәле савытның өстенә сөртәләр. Хәрәкәтләнүче төзелеш платформасы ләмгә батырыла, аннары сайлап алып астан күренгән яктылыкка төшерелә. Катлам рәсеме проекция системасы белән тоташтырылган цифрлы микрокөзге җайланмасы (DMD) ярдәмендә барлыкка килә. Бу процессны кабатлап, өч үлчәмле яшел деталь катлам-катлам барлыкка китерергә мөмкин. Термик эшкәртүдән соң бәйләүче матдә алына һәм яшел детальләр махсус җылыту процессы белән берләштерелә, бу исә бик яхшы механик үзлекләргә һәм өслек сыйфатына ия булган тулысынча тыгыз керамик детальне барлыкка китерә.
LCM технологиясе турбина двигателе компонентларын инвестиция кою өчен инновацион, экономияле һәм тизрәк процесс тәкъдим итә, инъекция формалаштыру һәм югалган балавыз кою өчен кирәкле кыйммәтле һәм авыр калып җитештерүне узып китә.
LCM шулай ук ​​башка ысуллар белән ирешеп булмый торган конструкцияләргә ирешә ала, шул ук вакытта башка ысулларга караганда күпкә азрак чимал куллана.
Керамик материаллар һәм LCM технологиясенең зур потенциалына карамастан, AM оригиналь җиһазлар җитештерүчеләре (OEM) һәм аэрокосмик дизайнерлар арасында аерма әле дә бар.
Бер сәбәп, аеруча катгый куркынычсызлык һәм сыйфат таләпләре булган тармакларда яңа җитештерү ысулларына каршы тору булырга мөмкин. Авиация җитештерүе күп тикшерү һәм квалификация процессларын, шулай ук ​​җентекле һәм катгый сынауларны таләп итә.
Тагын бер киртә - 3D бастыру, нигездә, һавада кулланырга мөмкин булган теләсә нинди нәрсә өчен түгел, ә бер тапкыр гына тиз прототиплаштыру өчен яраклы дигән ышану. Бу тагын бер тапкыр аңлашылмаучанлык, һәм 3D бастырылган керамик компонентларның күпләп җитештерүдә кулланылуы исбатланган.
Мисал итеп турбина пычаклары җитештерүне китерергә мөмкин, анда AM керамик процессы монокристалл (SX) үзәкләрен, шулай ук ​​юнәлешле катыландыру (DS) һәм тигез күчәрле кою (EX) суперкорытма турбина пычакларын җитештерә. Катлаулы тармак структуралары, күп стеналары һәм 200 мкм дан кимрәк арткы кырлары булган үзәкләрне тиз һәм экономияле рәвештә җитештерергә мөмкин, һәм соңгы компонентлар даими үлчәм төгәллегенә һәм югары сыйфатлы өслек бизәлешенә ия.
Аралашуны яхшырту аэрокосмик дизайнерларны һәм AM OEM җитештерүчеләрен берләштерә ала, шулай ук ​​LCM һәм башка технологияләр кулланып җитештерелгән керамик компонентларга тулысынча ышана ала. Технологияләр һәм тәҗрибә бар. AM фикерләү рәвешен тикшеренүләр һәм эшләнмәләр һәм прототиплаштыру өчен үзгәртергә һәм аны зур күләмле коммерция кушымталары өчен алга китеш юлы итеп күрергә кирәк.
Белем бирүдән тыш, аэрокосмик компанияләр персоналга, инженериягә һәм сынауларга да вакыт сарыф итә ала. Җитештерүчеләр металлларны түгел, ә керамиканы бәяләү өчен төрле стандартлар һәм ысуллар белән таныш булырга тиеш. Мәсәлән, Lithoz компаниясенең структураль керамика өчен ике төп ASTM стандарты - ныклыкны сынау өчен ASTM C1161 һәм ныклыкны сынау өчен ASTM C1421. Бу стандартлар барлык ысуллар белән җитештерелгән керамикага да кагыла. Керамик өстәмәләр җитештерүдә бастыру этабы формалаштыру ысулы гына, һәм детальләр традицион керамика кебек үк типтагы блендерлау процессын уза. Шуңа күрә керамик детальләрнең микроструктурасы гадәти эшкәртүгә бик охшаш булачак.
Материаллар һәм технологияләрнең даими үсеше нигезендә, без ышанычлы рәвештә әйтә алабыз, дизайнерлар күбрәк мәгълүмат алачаклар. Яңа керамик материаллар конкрет инженерлык ихтыяҗларына туры китереп эшләнәчәк һәм шәхсиләштереләчәк. AM керамикасыннан ясалган детальләр аэрокосмик тармакта куллану өчен сертификацияләү процессын тәмамлаячак. Һәм модельләштерү программасы кебек яхшырак дизайн коралларын тәкъдим итәчәк.
LCM техник белгечләре белән хезмәттәшлек итү аша, аэрокосмик компанияләр AM керамика процессларын эчке яктан керамикага кертә алалар, бу вакытны кыскарта, чыгымнарны киметә һәм компаниянең үз интеллектуаль милкен үстерү өчен мөмкинлекләр тудыра. Алдан күрү һәм озак вакытлы планлаштыру ярдәмендә, керамика технологияләренә инвестиция салучы аэрокосмик компанияләр киләсе ун елда һәм аннан соң үзләренең бөтен җитештерү портфолиосында зур файда ала алалар.
AM Ceramics белән партнерлык урнаштыру аша, аэрокосмик оригиналь җиһазлар җитештерүчеләр элек күз алдына да китереп булмый торган компонентлар җитештерәчәкләр.
About the author: Shawn Allan is the vice president of additive manufacturing expert Lithoz. You can contact him at sallan@lithoz-america.com.
Шон Аллан 2021 елның 1 сентябрендә Огайо штатының Кливленд шәһәрендә узачак Ceramics Expo күргәзмәсендә керамик өстәмәләр җитештерүнең өстенлекләрен нәтиҗәле рәвештә җиткерү кыенлыклары турында чыгыш ясаячак.
Гипертоник очыш системаларын эшләү дистә еллар дәвамында булса да, ул хәзер АКШ милли оборонасының төп өстенлекле юнәлешенә әйләнде, бу өлкәне тиз үсеш һәм үзгәрешләр халәтенә җиткерде. Уникаль күп тармаклы өлкә буларак, аның үсешен алга этәрү өчен кирәкле күнекмәләргә ия белгечләрне табу бурычы тора. Ләкин, җитәрлек белгечләр булмаганда, бу инновацион бушлык тудыра, мәсәлән, тикшеренү һәм тәҗрибә-конструкторлык эшләрендә җитештерүчәнлек өчен дизайнны (DFM) башта куя, аннары чыгымнарны канәгатьләндерү өчен соң булганда җитештерү бушлыгына әйләнә.
Яңа оешкан Кулланылган Гиперсоника Университетлары Альянсы (UCAH) кебек альянслар, бу өлкәне алга этәрү өчен кирәкле талантларны үстерү өчен мөһим мохит тудыра. Студентлар технологияләрне үстерү һәм мөһим гиперсоник тикшеренүләрне алга этәрү өчен университет тикшеренүчеләре һәм тармак белгечләре белән турыдан-туры эшли алалар.
UCAH һәм башка оборона консорциумнары әгъзаларына төрле инженерлык эшләрен башкарырга рөхсәт итсәләр дә, төрле һәм тәҗрибәле талантларны үстерү өчен күбрәк эш башкарырга кирәк, дизайннан алып материаллар эшләүгә һәм сайлауга кадәр, җитештерү остаханәләренә кадәр.
Бу өлкәдә озакка сузылган кыйммәт тудыру өчен, университет альянсы эшче көчен үстерүне өстенлекле бурыч итеп куярга тиеш, чөнки тармак ихтыяҗларына туры китереп, әгъзаларны тармакка туры килә торган тикшеренүләргә җәлеп итеп һәм программага инвестицияләр кертергә тиеш.
Гипертоник технологияләрне зур күләмле җитештерү проектларына әйләндергәндә, инженерлык һәм җитештерү эшчеләренең күнекмәләре арасындагы аерма иң зур кыенлык булып тора. Әгәр иртә тикшеренүләр бу урынлы үлем үзәнлеген - фәнни-тикшеренү һәм тәҗрибә-конструкторлык эшләре һәм җитештерү арасындагы аерманы - узмаса һәм күп кенә амбицияле проектлар уңышсыз тәмамланса, без кулланыла алырлык һәм мөмкин булган чишелешне югалтабыз.
АКШ җитештерү сәнәгате тавыш тизлегеннән тизрәк арттыра ала, ләкин артта калу куркынычы - эшче көченең күләмен шуңа туры китереп киңәйтү. Шуңа күрә хөкүмәт һәм университетларны үстерү консорциумнары бу планнарны гамәлгә ашыру өчен җитештерүчеләр белән хезмәттәшлек итәргә тиеш.
Тармакта җитештерү остаханәләреннән алып инженерлык лабораторияләренә кадәр күнекмәләр җитми - бу җитешсезлекләр гипертоник базар үскән саен тагын да арта гына барачак. Үсеп килүче технологияләр бу өлкәдәге белемнәрне киңәйтү өчен яңа эшче көчен таләп итә.
Гипертоник эш төрле материаллар һәм конструкцияләрнең берничә төрле төп өлкәсен үз эченә ала, һәм һәр өлкәнең үз техник кыенлыклары бар. Алар югары дәрәҗәдәге җентекле белем таләп итә, һәм кирәкле белгечлек булмаса, бу үсеш һәм җитештерү өчен киртәләргә китерергә мөмкин. Әгәр бездә эшне саклап калу өчен җитәрлек кешеләр булмаса, югары тизлекле җитештерүгә ихтыяҗны канәгатьләндерү мөмкин булмаячак.
Мәсәлән, безгә соңгы продуктны төзи алырлык кешеләр кирәк. UCAH һәм башка консорциумнар заманча җитештерүне алга этәрү һәм җитештерү роле белән кызыксынучы студентларны җәлеп итү өчен бик мөһим. Төрле функцияләргә бүленгән махсус эшче көчен үстерү тырышлыклары аша тармак киләсе берничә елда гипертоник очыш планнарында көндәшлек өстенлеген саклый алачак.
UCAH оештырганнан соң, Оборона министрлыгы бу өлкәдә мөмкинлекләрне үстерүгә күбрәк юнәлтелгән алым куллану мөмкинлеген тудыра. Барлык коалиция әгъзалары да студентларның махсус мөмкинлекләрен өйрәтү өчен бергә эшләргә тиеш, шуның белән без тикшеренүләрнең тизлеген арттыра һәм саклый алабыз, һәм илебезгә кирәкле нәтиҗәләргә ирешү өчен аны киңәйтә алабыз.
Хәзерге вакытта ябылган NASA Advanced Composites Alliance уңышлы эшче көчен үстерүгә мисал булып тора. Аның нәтиҗәлелеге - фәнни-тикшеренү һәм тәҗрибә эшләрен тармак мәнфәгатьләре белән берләштерү нәтиҗәсе, бу инновацияләрнең үсеш экосистемасы буйлап таралуына мөмкинлек бирә. Тармак лидерлары NASA һәм университетлар белән проектлар буенча ике елдан дүрт елга кадәр турыдан-туры эшләделәр. Барлык әгъзалар да һөнәри белемнәрен һәм тәҗрибәләрен үстерделәр, көндәшлеккә сәләтле булмаган мохиттә хезмәттәшлек итәргә өйрәнделәр һәм киләчәктә тармакның төп уенчыларын тәрбияләү өчен колледж студентларын үстерделәр.
Бу төрдәге эшче көчен үстерү тармактагы бушлыкларны тутыра һәм кече бизнес өчен тиз арада инновацияләр кертү һәм АКШ милли куркынычсызлыгы һәм икътисади куркынычсызлык инициативаларына ярдәм итүче алга таба үсешкә ирешү өчен өлкәне диверсификацияләү мөмкинлекләре бирә.
UCAH кебек университет альянслары гипертоник өлкәдә һәм оборона сәнәгатендә мөһим активлар булып тора. Аларның тикшеренүләре яңа инновацияләрне алга этәрсә дә, аларның иң зур кыйммәте - безнең киләсе буын эшче көчен әзерләү сәләтендә. Консорциум хәзер мондый планнарга инвестицияләргә өстенлек бирергә тиеш. Шулай итеп, алар гипертоник инновацияләрнең озак вакытлы уңышына ярдәм итә алалар.
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.
Катлаулы, югары дәрәҗәдә инженерлык белән эшләнгән продуктлар (мәсәлән, очкыч компонентлары) җитештерүчеләр һәрвакыт камиллеккә омтылалар. Маневр ясарга урын юк.
Очкыч җитештерү бик катлаулы булганлыктан, җитештерүчеләр сыйфат процессын җентекләп идарә итәргә, һәр адымга зур игътибар бирергә тиеш. Бу динамик җитештерү, сыйфат, куркынычсызлык һәм тәэмин итү чылбыры мәсьәләләрен ничек идарә итәргә һәм җайлаштырырга, шул ук вакытта норматив таләпләрне үтәргә кирәклеген тирәнтен аңларга тиеш.
Югары сыйфатлы продукция китерүгә күп факторлар тәэсир иткәнлектән, катлаулы һәм еш үзгәреп торучы җитештерү заказларын идарә итү авыр. Сыйфат процессы тикшерү һәм проектлау, җитештерү һәм сынауның һәр аспектында динамик булырга тиеш. Industry 4.0 стратегияләре һәм заманча җитештерү чишелешләре аркасында, бу сыйфат проблемаларын идарә итү һәм җиңү җиңеләйде.
Очкыч җитештерүнең традицион юнәлеше һәрвакыт материалларга юнәлтелгән. Күпчелек сыйфат проблемаларының чыганагы сыну, коррозия, металлның арыганлыгы яки башка факторлар булырга мөмкин. Ләкин бүгенге көндә очкыч җитештерү чыдам материаллар кулланучы алдынгы, югары дәрәҗәдә инженерлык технологияләрен үз эченә ала. Продукция булдыру югары дәрәҗәдә махсуслаштырылган һәм катлаулы процессларны һәм электрон системаларны куллана. Гомуми операцияләр белән идарә итү программа тәэминаты чишелешләре инде бик катлаулы проблемаларны хәл итә алмаска мөмкин.
Глобаль тәэмин итү чылбырыннан катлаулырак детальләр сатып алырга мөмкин, шуңа күрә аларны җыю процессында интеграцияләүгә күбрәк игътибар бирергә кирәк. Билгесезлек тәэмин итү чылбырының күренүчәнлегенә һәм сыйфат белән идарә итүгә яңа кыенлыклар китерә. Күп санлы детальләрнең һәм әзер продукциянең сыйфатын тәэмин итү өчен яхшырак һәм интеграцияләнгән сыйфат ысуллары кирәк.
4.0 сәнәгать сәнәгатенең үсешен күрсәтә, һәм катгый сыйфат таләпләрен канәгатьләндерү өчен алга киткән технологияләр кирәк. Ярдәмче технологияләргә әйберләрнең сәнәгать интернеты (IIoT), санлы җепләр, киңәйтелгән чынбарлык (AR) һәм фаразлау аналитикасы керә.
Quality 4.0 продуктларны, процессларны, планлаштыруны, таләпләргә туры килүне һәм стандартларны үз эченә алган мәгълүматларга нигезләнгән җитештерү процессы сыйфаты ысулын сурәтли. Ул традицион сыйфат ысулларын алыштыру урынына, сәнәгать аналоглары кебек үк күп яңа технологияләрне куллана, шул исәптән машина белән өйрәнү, тоташкан җайланмалар, болыт исәпләүләре һәм санлы игезәкләр оешманың эш процессын үзгәртү һәм мөмкин булган продуктлар яки процесслардагы кимчелекләрне бетерү өчен кулланыла. Quality 4.0 барлыкка килүе мәгълүматларга таянуны арттыру һәм сыйфатны гомуми продукт булдыру ысулының бер өлеше буларак тирәнрәк куллану юлы белән эш урыны культурасын тагын да үзгәртәчәк дип көтелә.
4.0 сыйфаты башыннан алып проектлау этабына кадәр операцион һәм сыйфатны тәэмин итү (QA) мәсьәләләрен берләштерә. Моңа продуктларны ничек концептуальләштерү һәм проектлау керә. Соңгы тармак тикшеренүләре нәтиҗәләре күпчелек базарларда автоматлаштырылган дизайн тапшыру процессы юклыгын күрсәтә. Кул белән башкарыла торган процесс, эчке хата булсынмы яки дизайн һәм тәэмин итү чылбырындагы үзгәрешләр турында хәбәр итү булсынмы, хаталар өчен урын калдыра.
Дизайннан тыш, Quality 4.0 шулай ук ​​калдыкларны киметү, яңадан эшләүне киметү һәм җитештерү параметрларын оптимальләштерү өчен процесска юнәлтелгән машина белән өйрәнүне дә куллана. Моннан тыш, ул шулай ук ​​продукт җитештерү проблемаларын да хәл итә, продукт программасын ерактан яңарту өчен урында кире элемтә куллана, клиентларның канәгатьлеген саклый һәм, ниһаять, кабатланган бизнесны тәэмин итә. Ул Industry 4.0ның аерылгысыз партнерына әйләнә бара.
Шулай да, сыйфат бары тик сайланган җитештерү звеноларына гына кагылмый. Quality 4.0 стандартының инклюзивлыгы җитештерү оешмаларында комплекслы сыйфат алымын булдыра ала, мәгълүматларның үзгәртеп кору көчен корпоратив фикерләүнең аерылгысыз өлеше итә. Оешманың барлык дәрәҗәләрендә дә таләпләргә туры килү гомуми сыйфат культурасын формалаштыруга ярдәм итә.
Бернинди җитештерү процессы да вакытның 100% ында камил бара алмый. Үзгәреш шартлары көтелмәгән вакыйгаларны китереп чыгара, аларны төзәтү кирәк. Сыйфат өлкәсендә тәҗрибәсе булган кешеләр моның барысы да камиллеккә таба бару процессы белән бәйле икәнен аңлыйлар. Проблемаларны мөмкин кадәр иртәрәк ачыклау өчен сыйфатны процесска ничек кертергә? Кимчелекне тапкач, сез нәрсә эшләрсез? Бу проблеманы китереп чыгаручы тышкы факторлар бармы? Бу проблема кабатланмасын өчен тикшерү планына яки сынау процедурасына нинди үзгәрешләр кертә аласыз?
Һәр җитештерү процессының бәйле һәм бәйле сыйфат процессы бар дигән фикерне урнаштырыгыз. Бер-берсе белән мөнәсәбәтләр булган һәм сыйфатны даими үлчәп торган киләчәкне күз алдыгызга китерегез. Нәрсә генә булмасын, камил сыйфатка ирешергә мөмкин. Һәр эш үзәге көн саен күрсәткечләрне һәм төп эшчәнлек күрсәткечләрен (KPI) карап чыга, проблемалар килеп чыкканчы яхшыртырга кирәк булган өлкәләрне билгели.
Бу ябык цикл системасында һәр җитештерү процессында сыйфат турында нәтиҗә бар, ул процессны туктату, процессны дәвам итәргә мөмкинлек бирү яки реаль вакыт режимында төзәтмәләр кертү өчен кире элемтә бирә. Системага арыганлык яки кеше хатасы тәэсир итми. Очкыч җитештерү өчен эшләнгән ябык цикл сыйфат системасы югарырак сыйфат дәрәҗәләренә ирешү, цикл вакытын кыскарту һәм AS9100 стандартларына туры килүне тәэмин итү өчен бик мөһим.
Ун ел элек, сыйфатны тәэмин итүне продукт дизайнына, базар тикшеренүләренә, тәэмин итүчеләргә, продукт хезмәтләренә яки клиентлар канәгатьлегенә тәэсир итүче башка факторларга юнәлтү идеясе мөмкин түгел иде. Продукция дизайны югарырак органнан килә дип аңлашыла; сыйфат - бу проектларны, аларның кимчелекләренә карамастан, конвейерда башкару турында.
Бүгенге көндә күп компанияләр бизнесны ничек алып барырга икәнен яңадан уйлыйлар. 2018 елда статус-кво мөмкин булмаска мөмкин. Күбрәк җитештерүчеләр акыллырак һәм акыллырак була бара. Күбрәк белем бар, бу дөрес продуктны беренче тапкырда ук югарырак нәтиҗәлелек һәм җитештерүчәнлек белән төзү өчен яхшырак интеллект дигән сүз.