Miturut SmarTech, perusahaan konsultasi teknologi manufaktur, aerospace minangka industri paling gedhe nomer loro sing dilayani dening manufaktur aditif (AM), nomer loro sawise obat.Nanging, isih kurang kesadaran babagan potensial manufaktur aditif bahan keramik ing manufaktur komponen aerospace kanthi cepet, tambah fleksibilitas lan efektifitas biaya.AM bisa ngasilake bagean keramik sing luwih kuwat lan luwih entheng kanthi luwih cepet lan nyuda biaya tenaga kerja kanthi sustainably, nyilikake perakitan manual, lan ningkatake efisiensi lan kinerja liwat desain sing dikembangake kanthi model, saengga bisa nyuda bobot pesawat.Kajaba iku, teknologi keramik manufaktur aditif nyedhiyakake kontrol dimensi bagean rampung kanggo fitur sing luwih cilik tinimbang 100 mikron.
Nanging, tembung keramik bisa nyebabake misconception babagan brittleness.Nyatane, keramik digawe aditif ngasilake bagean sing luwih entheng, luwih alus kanthi kekuatan struktural, kateguhan, lan tahan kanggo sawetara suhu sing amba.Perusahaan-perusahaan sing ngarep-arep ngowahi komponen manufaktur keramik, kalebu muncung lan baling-baling, insulator listrik lan bilah turbin.
Contone, alumina kemurnian dhuwur nduweni atose dhuwur, lan nduweni resistance karat lan sawetara suhu sing kuwat.Komponen sing digawe saka alumina uga dadi insulasi listrik ing suhu dhuwur sing umum ing sistem aerospace.
Keramik adhedhasar zirkonia bisa nyukupi akeh aplikasi kanthi syarat materi sing ekstrem lan stres mekanik sing dhuwur, kayata cetakan logam, katup lan bantalan dhuwur.Keramik silikon nitrida nduweni kekuatan dhuwur, kateguhan dhuwur lan tahan kejut termal sing apik, uga tahan kimia sing apik kanggo korosi saka macem-macem asam, alkali lan logam molten.Silicon nitride digunakake kanggo insulator, impeller, lan antena dielektrik kurang suhu dhuwur.
Keramik komposit nyedhiyakake sawetara kualitas sing dikarepake.Keramik basis silikon sing ditambahake karo alumina lan zirkon wis kabukten bisa nindakake kanthi apik ing nggawe casting kristal tunggal kanggo bilah turbin.Iki amarga inti keramik sing digawe saka materi iki nduweni ekspansi termal sing sithik banget nganti 1,500 ° C, porositas dhuwur, kualitas permukaan sing apik lan leachability sing apik.Nyetak inti kasebut bisa ngasilake desain turbin sing bisa tahan suhu operasi sing luwih dhuwur lan nambah efisiensi mesin.
Dikenal manawa ngecor injeksi utawa mesin keramik angel banget, lan mesin menehi akses winates kanggo komponen sing diprodhuksi.Fitur kayata tembok tipis uga angel kanggo mesin.
Nanging, Lithoz nggunakake manufaktur keramik berbasis lithography (LCM) kanggo nggawe komponen keramik 3D sing tepat lan kompleks.
Miwiti saka model CAD, spesifikasi rinci ditransfer kanthi digital menyang printer 3D.Banjur aplikasi wêdakakêna keramik sing wis dirumus kanthi tepat ing ndhuwur tong transparan.Platform konstruksi sing bisa dipindhah dicelupake ing lendhut lan banjur dipilih kanthi selektif ing cahya sing katon saka ngisor.Gambar lapisan digawe dening digital micro-mirror device (DMD) ditambah karo sistem proyeksi.Kanthi mbaleni proses iki, bagean ijo telung dimensi bisa digawe lapisan kanthi lapisan.Sawise perawatan pasca termal, binder dibusak lan bagean ijo disinter-digabungake kanthi proses pemanasan khusus-kanggo ngasilake bagian keramik sing padhet kanthi sifat mekanik lan kualitas permukaan sing apik.
Teknologi LCM nyedhiyakake proses inovatif, biaya-efektif lan luwih cepet kanggo casting investasi komponen mesin turbin-bypassing Manufaktur jamur larang lan laborious dibutuhake kanggo ngecor injeksi lan ilang casting lilin.
LCM uga bisa entuk desain sing ora bisa ditindakake kanthi cara liya, nalika nggunakake bahan mentah sing luwih sithik tinimbang metode liyane.
Senadyan potensial gedhe saka bahan keramik lan teknologi LCM, isih ana longkangan antarane AM pabrik peralatan asli (OEM) lan desainer aerospace.
Siji alesan bisa uga resistensi kanggo metode manufaktur anyar ing industri kanthi syarat safety lan kualitas sing ketat.Manufaktur aerospace mbutuhake akeh proses verifikasi lan kualifikasi, uga tes sing lengkap lan ketat.
Rintangan liyane kalebu kapercayan manawa percetakan 3D utamane mung cocog kanggo prototipe cepet siji-wektu, tinimbang apa wae sing bisa digunakake ing udara.Maneh, iki salah pangerten, lan komponen keramik cetak 3D wis kabukten digunakake ing produksi massal.
Conto yaiku manufaktur bilah turbin, ing ngendi proses keramik AM ngasilake inti kristal tunggal (SX), uga padhet arah (DS) lan blades turbin superalloy casting equiaxed (EX).Inti karo struktur cabang Komplek, macem-macem tembok lan mburi mburi kurang saka 200μm bisa diprodhuksi kanthi cepet lan ekonomi, lan komponen final duwe akurasi dimensi konsisten lan Rampung lumahing banget.
Nambah komunikasi bisa nggabungake desainer aerospace lan AM OEM lan dipercaya komponen keramik sing diprodhuksi nggunakake LCM lan teknologi liyane.Teknologi lan keahlian ana.Perlu ngganti cara mikir saka AM kanggo R&D lan prototyping, lan ndeleng minangka cara maju kanggo aplikasi komersial skala gedhe.
Saliyane pendidikan, perusahaan aerospace uga bisa nandur modal wektu kanggo personel, teknik, lan tes.Produsen kudu ngerti standar lan cara sing beda kanggo ngevaluasi keramik, dudu logam.Contone, rong standar ASTM utama Lithoz kanggo keramik struktur yaiku ASTM C1161 kanggo uji kekuatan lan ASTM C1421 kanggo uji ketangguhan.Standar kasebut ditrapake kanggo keramik sing diprodhuksi dening kabeh cara.Ing manufaktur aditif keramik, langkah printing mung cara mbentuk, lan bagean ngalami jinis sintering padha karo keramik tradisional.Mulane, struktur mikro bagean keramik bakal meh padha karo mesin konvensional.
Adhedhasar kemajuan bahan lan teknologi sing terus-terusan, kita kanthi yakin bisa ujar manawa desainer bakal entuk data luwih akeh.Bahan keramik anyar bakal dikembangake lan disesuaikan miturut kabutuhan teknik khusus.Bagean digawe saka keramik AM bakal ngrampungake proses sertifikasi kanggo digunakake ing aerospace.Lan bakal nyedhiyakake alat desain sing luwih apik, kayata piranti lunak pemodelan sing luwih apik.
Kanthi kerjo bareng karo ahli teknis LCM, perusahaan aerospace bisa ngenalake proses keramik AM kanthi nyepetake wektu, nyuda biaya, lan nggawe kesempatan kanggo pangembangan properti intelektual perusahaan kasebut.Kanthi wawasan lan perencanaan jangka panjang, perusahaan aeroangkasa sing nandur modal ing teknologi keramik bisa entuk keuntungan sing signifikan ing kabeh portofolio produksi sajrone sepuluh taun sabanjure lan luwih.
Kanthi nggawe kemitraan karo AM Ceramics, produsen peralatan asli aerospace bakal ngasilake komponen sing sadurunge ora bisa dibayangake.
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 bakal ngomong babagan kesulitan komunikasi kanthi efektif babagan kaluwihan manufaktur aditif keramik ing Expo Keramik ing Cleveland, Ohio tanggal 1 September 2021.
Sanajan pangembangan sistem penerbangan hipersonik wis ana ing pirang-pirang dekade, saiki wis dadi prioritas utama pertahanan nasional AS, sing ndadekake lapangan iki tuwuh lan owah-owahan kanthi cepet.Minangka lapangan multidisiplin sing unik, tantangane yaiku golek ahli kanthi katrampilan sing dibutuhake kanggo ningkatake pangembangane.Nanging, nalika ora cukup ahli, iku nggawe longkangan inovasi, kayata panggolekan desain kanggo manufaktur (DFM) pisanan ing R&D phase, lan banjur ngowahi menyang longkangan manufaktur nalika kasep kanggo nggawe owahan biaya-efektif.
Aliansi, kayata University Alliance for Applied Hypersonics (UCAH) sing mentas diadegake, nyedhiyakake lingkungan sing penting kanggo ngembangake bakat sing dibutuhake kanggo maju lapangan.Siswa bisa kerja langsung karo peneliti universitas lan profesional industri kanggo ngembangake teknologi lan maju riset hipersonik kritis.
Sanajan UCAH lan konsorsium pertahanan liyane menehi wewenang marang anggota kanggo melu ing macem-macem proyek teknik, luwih akeh karya kudu ditindakake kanggo ngembangake bakat sing maneka warna lan pengalaman, saka desain nganti pangembangan materi lan pilihan kanggo bengkel manufaktur.
Kanggo nyedhiyakake nilai sing luwih langgeng ing lapangan, aliansi universitas kudu nggawe pembangunan tenaga kerja dadi prioritas kanthi nyelarasake karo kabutuhan industri, nglibatake anggota ing riset sing cocog karo industri, lan nandur modal ing program kasebut.
Nalika ngowahi teknologi hipersonik dadi proyek manufaktur skala gedhe, kesenjangan katrampilan tenaga kerja teknik lan manufaktur sing ana minangka tantangan paling gedhe.Yen riset awal ora ngliwati lembah pati sing dijenengi iki - jurang antarane R&D lan manufaktur, lan akeh proyek ambisius sing gagal - mula kita wis kelangan solusi sing bisa ditrapake lan layak.
Industri manufaktur AS bisa nyepetake kacepetan supersonik, nanging risiko mundur yaiku ngembangake ukuran tenaga kerja sing cocog.Mula, konsorsium pangembangan pemerintah lan universitas kudu kerja sama karo pabrikan supaya bisa ngetrapake rencana kasebut.
Industri kasebut ngalami kesenjangan katrampilan saka bengkel manufaktur nganti laboratorium teknik - kesenjangan iki mung bakal saya tambah akeh amarga pasar hipersonik mundhak.Teknologi sing berkembang mbutuhake tenaga kerja sing berkembang kanggo nggedhekake kawruh ing lapangan.
Karya hipersonik nyakup sawetara area kunci sing beda saka macem-macem bahan lan struktur, lan saben wilayah duwe tantangan teknis dhewe.Padha mbutuhake tingkat dhuwur saka kawruh rinci, lan yen expertise dibutuhake ora ana, iki bisa nggawe alangan kanggo pembangunan lan produksi.Yen kita ora duwe cukup wong kanggo njaga pakaryan, iku bakal mokal kanggo tetep karo dikarepake kanggo produksi kacepetan dhuwur.
Contone, kita butuh wong sing bisa mbangun produk pungkasan.UCAH lan konsorsium liyane penting kanggo promosi manufaktur modern lan mesthekake yen siswa sing kasengsem ing peran manufaktur kalebu.Liwat upaya pangembangan tenaga kerja khusus lintas-fungsi, industri bakal bisa njaga keunggulan kompetitif ing rencana penerbangan hipersonik ing sawetara taun sabanjure.
Kanthi netepake UCAH, Departemen Pertahanan nggawe kesempatan kanggo nggunakake pendekatan sing luwih fokus kanggo mbangun kemampuan ing wilayah iki.Kabeh anggota koalisi kudu bebarengan kanggo nglatih kemampuan niche siswa supaya kita bisa mbangun lan njaga momentum riset lan ngembangaken kanggo ngasilake asil sing dibutuhake negara kita.
NASA Advanced Composites Alliance saiki ditutup minangka conto upaya pangembangan tenaga kerja sing sukses.Efektivitas kasebut minangka asil gabungan karya R&D karo kepentingan industri, sing ngidini inovasi bisa berkembang ing saindenging ekosistem pangembangan.Pimpinan industri wis kerja langsung karo NASA lan universitas babagan proyek sajrone rong nganti patang taun.Kabeh anggota wis ngembangake kawruh lan pengalaman profesional, sinau kanggo kerjo bareng ing lingkungan non-kompetitif, lan nurtured mahasiswa kanggo berkembang kanggo nurture pemain industri tombol ing mangsa.
Pangembangan tenaga kerja jinis iki ngisi kesenjangan ing industri kasebut lan menehi kesempatan kanggo bisnis cilik supaya bisa berinovasi kanthi cepet lan macem-macem lapangan kanggo entuk wutah sing luwih kondusif kanggo inisiatif keamanan nasional lan keamanan ekonomi AS.
Aliansi universitas kalebu UCAH minangka aset penting ing lapangan hipersonik lan industri pertahanan.Sanajan riset kasebut wis ningkatake inovasi sing anyar, nilai paling gedhe yaiku kemampuan kanggo nglatih tenaga kerja generasi sabanjure.Konsorsium saiki kudu menehi prioritas investasi ing rencana kasebut.Kanthi mengkono, dheweke bisa nulungi sukses jangka panjang inovasi hipersonik.
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.
Produsen produk sing rumit lan direkayasa (kayata komponen pesawat) setya kanthi sampurna saben wektu.Ora ana papan kanggo maneuver.
Amarga produksi pesawat arang banget rumit, manufaktur kudu kanthi ati-ati ngatur proses kualitas, mbayar manungsa waé gedhe kanggo saben langkah.Iki mbutuhake pangerten sing jero babagan cara ngatur lan adaptasi karo masalah produksi, kualitas, keamanan, lan rantai pasokan sing dinamis nalika nyukupi syarat peraturan.
Amarga akeh faktor sing mengaruhi pangiriman produk sing berkualitas, angel ngatur pesenan produksi sing rumit lan asring ganti.Proses kualitas kudu dinamis ing saben aspek inspeksi lan desain, produksi lan tes.Thanks kanggo strategi Industri 4.0 lan solusi manufaktur modern, tantangan kualitas iki dadi luwih gampang kanggo ngatur lan diatasi.
Fokus tradisional produksi pesawat mesthi ana ing bahan.Sumber masalah kualitas bisa uga pecah pecah, karat, lemes logam, utawa faktor liyane.Nanging, produksi pesawat saiki kalebu teknologi canggih lan rekayasa sing nggunakake bahan tahan.Nggawe produk nggunakake proses lan sistem elektronik sing khusus lan rumit.Solusi piranti lunak manajemen operasi umum bisa uga ora bisa ngatasi masalah sing rumit banget.
Bagean sing luwih rumit bisa dituku saka rantai pasokan global, mula kudu dipikirake luwih akeh kanggo nggabungake kabeh proses perakitan.Ketidakpastian nggawa tantangan anyar kanggo nyedhiyakake visibilitas rantai lan manajemen kualitas.Njamin kualitas akeh bagean lan produk rampung mbutuhake metode kualitas sing luwih apik lan terpadu.
Industri 4.0 nggambarake pangembangan industri manufaktur, lan teknologi sing luwih maju dibutuhake kanggo nyukupi syarat kualitas sing ketat.Teknologi sing ndhukung kalebu Industrial Internet of Things (IIoT), thread digital, augmented reality (AR), lan analytics prediktif.
Kualitas 4.0 nggambarake metode kualitas proses produksi adhedhasar data sing nglibatake produk, proses, perencanaan, kepatuhan lan standar.Dibangun tinimbang ngganti metode kualitas tradisional, nggunakake akeh teknologi anyar sing padha karo mitra industri, kalebu sinau mesin, piranti sing nyambung, komputasi awan, lan kembar digital kanggo ngowahi alur kerja organisasi lan ngilangi kemungkinan produk utawa proses Cacat.Muncule Quality 4.0 samesthine bakal ngganti budaya papan kerja kanthi nambah katergantungan data lan nggunakake kualitas sing luwih jero minangka bagean saka metode nggawe produk sakabèhé.
Kualitas 4.0 nggabungake masalah operasional lan jaminan kualitas (QA) saka wiwitan nganti tahap desain.Iki kalebu cara nggawe konsep lan ngrancang produk.Asil survey industri anyar nuduhake yen umume pasar ora duwe proses transfer desain otomatis.Proses manual ninggalake kamar kanggo kesalahan, manawa kesalahan internal utawa desain komunikasi lan owah-owahan ing rantai pasokan.
Saliyane desain, Quality 4.0 uga nggunakake learning machine-centric proses kanggo ngurangi sampah, ngurangi rework, lan ngoptimalake paramèter produksi.Kajaba iku, uga ngrampungake masalah kinerja produk sawise pangiriman, nggunakake umpan balik ing situs kanggo nganyari piranti lunak produk saka jarak jauh, njaga kepuasan pelanggan, lan pungkasane njamin bisnis baleni.Iku dadi mitra sing ora bisa dipisahake saka Industri 4.0.
Nanging, kualitas ora mung ditrapake kanggo tautan manufaktur sing dipilih.Inklusivitas Quality 4.0 bisa nggawe pendekatan kualitas sing komprehensif ing organisasi manufaktur, nggawe daya transformatif data minangka bagean integral saka pamikiran perusahaan.Kepatuhan ing kabeh tingkat organisasi nyumbang kanggo pambentukan budaya kualitas sakabèhé.
Ora ana proses produksi sing bisa mlaku kanthi sampurna ing 100% wektu.Owah-owahan kahanan nyebabake kedadeyan sing ora dikarepake sing mbutuhake remediasi.Wong-wong sing duwe pengalaman babagan kualitas ngerti yen kabeh babagan proses maju menyang kasampurnan.Kepiye carane sampeyan mesthekake yen kualitas digabungake ing proses kanggo ndeteksi masalah sedini mungkin?Apa sing bakal sampeyan lakoni yen sampeyan nemokake cacat?Apa ana faktor eksternal sing nyebabake masalah iki?Owah-owahan apa sing bisa ditindakake kanggo rencana inspeksi utawa prosedur tes kanggo nyegah masalah iki kedadeyan maneh?
Nggawe mentalitas yen saben proses produksi nduweni proses kualitas sing gegandhengan lan gegandhengan.Mbayangno masa depan sing ana hubungan siji-kanggo-siji lan terus-terusan ngukur kualitas.Ora ketompo apa sing kedadeyan kanthi acak, kualitas sing sampurna bisa digayuh.Saben pusat kerja mriksa indikator lan indikator kinerja utama (KPI) saben dina kanggo ngenali area sing kudu didandani sadurunge ana masalah.
Ing sistem loop tertutup iki, saben proses produksi nduweni inferensi kualitas, sing menehi umpan balik kanggo mungkasi proses kasebut, ngidini proses terus, utawa nggawe pangaturan wektu nyata.Sistem ora kena pengaruh kesel utawa kesalahan manungsa.Sistem kualitas loop tertutup sing dirancang kanggo produksi pesawat penting kanggo entuk tingkat kualitas sing luwih dhuwur, nyepetake wektu siklus, lan njamin tundhuk karo standar AS9100.
Sepuluh taun kepungkur, gagasan fokus QA ing desain produk, riset pasar, pemasok, layanan produk, utawa faktor liyane sing mengaruhi kepuasan pelanggan ora mungkin.Desain produk dimangerteni saka panguwasa sing luwih dhuwur;kualitas babagan nglakokake desain kasebut ing jalur perakitan, preduli saka kekurangane.
Saiki, akeh perusahaan sing mikir maneh carane nindakake bisnis.Status quo ing 2018 bisa uga ora bisa ditindakake maneh.Produsen liyane lan liyane dadi luwih pinter lan luwih pinter.Kawruh sing luwih akeh kasedhiya, tegese intelijen sing luwih apik kanggo mbangun produk sing bener ing sepisanan, kanthi efisiensi lan kinerja sing luwih dhuwur.