Li gorî SmarTech, pargîdaniyek şêwirmendiya teknolojiya hilberînê, hewavanî duyemîn pîşesaziya herî mezin e ku ji hêla hilberîna lêzêdekirî (AM) ve tê xizmet kirin, piştî dermanê duyemîn.Lêbelê, hîna jî kêmbûna hişmendiya potansiyela çêkirina lêzêdeker a materyalên seramîk di çêkirina bilez a hêmanên hewayê de, nermbûn û lêçûn-bandorbûna zêde heye.AM dikare perçeyên seramîk ên bihêztir û siviktir zûtir û domdartir hilberîne - lêçûnên kedê kêm dike, kombûna destan kêm dike, û bi sêwirana ku ji hêla modelkirinê ve hatî pêşve xistin re karîgerî û performansê baştir dike, bi vî rengî giraniya balafirê kêm dike.Digel vê yekê, teknolojiya seramîk a hilberîna lêzêde ji bo taybetmendiyên ji 100 mîkron piçûktir kontrola pîvanê ya parçeyên qedandî peyda dike.
Lêbelê, peyva seramîk dibe ku têgihîştina xelet a ziravbûnê derxe holê.Di rastiyê de, seramîkên ku ji hêla lêzêdekirî ve têne çêkirin, parçeyên sivik, xweşiktir ên bi hêzek avahiyek mezin, hişkbûn û berxwedanê li ber germahiyek fireh hilberînin.Pargîdaniyên paşerojê berê xwe didin hêmanên hilberîna seramîkê, di nav de nozle û perwan, insulatorên elektrîkê û pêlên turbînê.
Mînakî, alumina-paqijiya bilind xwedan serhişkiya bilind e, û xwedan berxwedanek korozyonê û rêza germahiyê ye.Pêkhateyên ku ji aluminayê hatine çêkirin di heman demê de di germahiyên bilind ên ku di pergalên asmanî de hevpar in jî elektrîkê îzole dikin.
Seramîkên bingehîn ên zirconia dikarin gelek serlêdanan bi hewcedariyên maddî yên giran û stresa mekanîkî ya bilind re, wek şilkirina metal, valves û hêlînên bilind-end.Seramîkên silicon nitride xwedan hêzek bilind, hişkbûna bilind û berxwedana şokê ya germî ya hêja, û her weha berxwedana kîmyewî ya baş li hember korozyona cûrbecûr asîd, alkalis û metalên şilandî hene.Nîtrîda silicon ji bo îzolator, pêlav û antênên kêm-dîelektrîkî yên germahiya bilind tê bikar anîn.
Seramîkên pêkhatî gelek taybetmendiyên xwestî peyda dikin.Seramîkên bingehîn ên sîlîkonê yên ku bi alumina û zirkonê hatine zêdekirin îsbat kirine ku di çêkirina çîpên yekkrîstalî yên ji bo tîrên turbînê de baş dixebitin.Ev e ji ber ku bingeha seramîk a ku ji vê materyalê hatî çêkirin xwedan berbelavbûna germî ya pir kêm heya 1,500 °C, poroziya bilind, qalîteya rûkalê ya hêja û şilbûna baş e.Çapkirina van navan dikare sêwiranên turbînê çêbike ku dikarin li ber germahiya xebitandinê ya bilindtir bisekinin û karbidestiya motorê zêde bikin.
Baş tê zanîn ku şilkirina derzîlêdanê an makînekirina seramîkê pir dijwar e, û makînasyon gihandina tixûbdar a pêkhateyên ku têne çêkirin peyda dike.Taybetmendiyên wekî dîwarên zirav jî ji bo makîneyê dijwar in.
Lêbelê, Lithoz çêkirina seramîk-based lîtografî (LCM) bikar tîne da ku hêmanên seramîk ên 3D-ya rastîn, tevlihev-teşe çêbike.
Ji modela CAD-ê dest pê dike, taybetmendiyên hûrgulî bi dîjîtal li çapera 3D têne veguheztin.Dûv re toza seramîk a bi rastî hatî çêkirin li jora valahiya şefaf bicîh bikin.Platforma înşaetê ya guhêzbar di nav heriyê de tê rijandin û dûv re bi bijartî li ber ronahiya xuya ya ji jêr ve tê derxistin.Wêneya qatê ji hêla amûrek mîkro-neynika dîjîtal (DMD) ve bi pergala projeksiyonê re tê çêkirin.Bi dubarekirina vê pêvajoyê, perçeyek kesk a sê-alî dikare qat bi qat were çêkirin.Piştî dermankirina termalîkî, girêk tê rakirin û perçeyên kesk bi pêvajoyek germkirinê ya taybetî ve têne tevlihev kirin - da ku perçeyek seramîkî ya bi tevahî zirav bi taybetmendiyên mekanîkî yên hêja û qalîteya rûkalê hilberîne.
Teknolojiya LCM ji bo avêtina veberhênanê ya hêmanên motora turbînê pêvajoyek nûjen, biha-bandor û bileztir peyda dike - ku çêkirina qalibê biha û kedkar ku ji bo şilkirina derzîlêdanê û avêtina mûmê windakirî hewce dike derbas dike.
LCM di heman demê de dikare sêwiranên ku bi rêbazên din neyên bidestxistin jî bi dest bixe, di heman demê de ji rêbazên din kêmtir madeyên xav bikar tîne.
Tevî potansiyela mezin a materyalên seramîk û teknolojiya LCM, hîn jî di navbera hilberînerên alavên orîjînal ên AM (OEM) û sêwiranerên hewayê de valahiyek heye.
Dibe ku yek sedem di pîşesaziyên ku bi taybetî hewcedariyên ewlehî û kalîteyê yên hişk re berxwedan li hember rêbazên hilberîna nû be.Hilberîna hewavaniyê gelek pêvajoyên verastkirin û jêhatîbûnê, û her weha ceribandinek bêkêmasî û hişk hewce dike.
Astengiyek din di wê baweriyê de ye ku çapkirina 3D bi gelemperî tenê ji bo prototîpkirina bilez a yek-carî maqûl e, ji bilî her tiştê ku dikare di hewayê de were bikar anîn.Dîsa, ev têgihîştinek e, û pêkhateyên seramîk ên çapkirî yên 3D hatine îsbat kirin ku di hilberîna girseyî de têne bikar anîn.
Nimûneyek çêkirina tîrên turbînê ye, ku pêvajoya seramîk a AM korikên yek krîstal (SX) çêdike, û her weha tîrêjên turbînê yên tîrêjê yên birêkûpêk (DS) û avêtina hevsengî (EX) çêdike.Corên bi strukturên şaxên tevlihev, gelek dîwaran û keviyên paşîn ên ji 200μm kêmtir dikarin zû û bi aborî werin hilberandin, û hêmanên paşîn xwedan rastbûna pîvanê ya domdar û qedandina rûkê ya hêja ne.
Pêşvebirina pêwendiyê dikare sêwiranerên asmanî û AM OEM-ê bîne cem hev û bi tevahî ji pêkhateyên seramîk ên ku bi karanîna LCM û teknolojiyên din têne çêkirin bawer bikin.Teknolojî û pispor hene.Pêdivî ye ku ew awayê ramanê ji AM-ê ji bo R&D û prototîpkirinê biguhezîne, û wê wekî rêyek ji bo serîlêdanên bazirganî yên mezin bibîne.
Digel perwerdehiyê, pargîdaniyên hewavaniyê dikarin di karmend, endezyar û ceribandinê de jî wextê veberhênanê bikin.Divê çêker ji bo nirxandina seramîkê, ne metal, bi standard û rêbazên cihêreng nas bikin.Mînakî, du standardên sereke yên ASTM yên Lithoz ji bo seramîkên strukturel ASTM C1161 ji bo ceribandina hêzê û ASTM C1421 ji bo ceribandina hişkbûnê ne.Van standardan ji seramîkên ku bi hemî rêbazan têne hilberandin derbas dibin.Di hilberîna lêzêdekirina seramîk de, gava çapkirinê tenê rêbazek çêkirinê ye, û beş wekî seramîkên kevneşopî di heman celebê ziravkirinê de derbas dibin.Ji ber vê yekê, mîkrosaziya parçeyên seramîk dê pir dişibihe makîneya kevneşopî.
Li ser bingeha pêşkeftina domdar a materyal û teknolojiyê, em dikarin bi pêbawerî bibêjin ku sêwiran dê bêtir daneyan bistînin.Materyalên nû yên seramîk dê li gorî hewcedariyên endezyariyê yên taybetî werin pêşve xistin û xweş kirin.Parçeyên ku ji seramîkên AM-ê hatine çêkirin dê pêvajoya pejirandinê ya ji bo karanîna di asmanî de temam bikin.Û dê amûrên sêwiranê çêtir peyda bike, wekî nermalava modelkirinê ya çêtir.
Bi hevkarîkirina bi pisporên teknîkî yên LCM re, pargîdaniyên hewavaniyê dikarin pêvajoyên seramîk ên AM-ê yên hundurîn-kurtkirina wextê, ​​kêmkirina lêçûn, û afirandina derfetan ji bo pêşkeftina xwediyê rewşenbîriya pargîdanî destnîşan bikin.Bi pêşdîtin û plansaziya demdirêj, pargîdaniyên hewavaniyê yên ku di teknolojiya seramîk de veberhênan dikin dikarin di deh salên pêş de û pê de di tevahiya portfoliyona hilberîna xwe de feydeyên girîng bistînin.
Bi damezrandina hevkariyek bi AM Ceramics re, çêkerên alavên orîjînal ên hewayê dê hêmanên ku berê nedihatin xeyalkirin hilberînin.
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 dê li ser dijwariyên ragihandina bi bandor awantajên hilberîna lêzêdekirina seramîk li Seramics Expo li Cleveland, Ohio di 1ê Îlonê, 2021 de biaxive.
Her çend pêşkeftina pergalên firîna hîpersonîk bi dehsalan heye, ew naha bûye pêşengiya sereke ya berevaniya neteweyî ya Dewletên Yekbûyî, ku vî warî tîne nav rewşek mezinbûn û guherînek bilez.Wekî qadek pirzimanî ya bêhempa, kêşe ev e ku meriv pisporên xwedan jêhatîbûnên pêwîst bibîne da ku pêşkeftina wê pêşve bibe.Lêbelê, gava ku pisporên têra xwe nebin, ew valahiyek nûjeniyê çêdike, wek mînak sêwirana ji bo hilberîneriyê (DFM) pêşî di qonaxa R&D de danîne, û dûv re vediguhere valahiyek hilberînê dema ku pir dereng be ji bo guheztinên biha-bandor.
Hevbendî, wekî Hevbendiya Zanîngehê ya nû-damezrandî ji bo Hypersonics Applied (UCAH), ji bo çandina jêhatiyên ku ji bo pêşdebirina zeviyê hewce ne jîngehek girîng peyda dikin.Xwendekar dikarin rasterast bi lêkolînerên zanîngehê û pisporên pîşesaziyê re bixebitin da ku teknolojiyê pêşve bibin û lêkolîna hîpersonîk a krîtîk pêş bixin.
Her çend UCAH û konsorsiyonên parastinê yên din destûr dane endaman ku beşdarî cûrbecûr karên endezyariyê bibin, pêdivî ye ku bêtir kar were kirin da ku jêhatîyên cihêreng û xwedî ezmûn, ji sêwiranê bigire heya pêşkeftina materyalê û hilbijartinê bigire heya atolyeyên hilberînê.
Ji bo ku di qadê de nirxek mayîndetir peyda bike, hevalbendiya zanîngehê pêdivî ye ku pêşkeftina hêza kar bi hevahengiya bi hewcedariyên pîşesaziyê re, tevlêkirina endaman di lêkolîna pîşesaziyê de, û veberhênana di bernameyê de bike pêşînek.
Dema ku teknolojiya hîpersonîk di projeyên hilberîner ên mezin de vediguhezîne, valahiya behremendiya keda endezyariyê û hilberînê ya heyî dijwariya herî mezin e.Ger lêkolîna destpêkê ji vê newala mirinê ya bi navê guncav derbas nebe - valahiya di navbera R&D û hilberînê de, û gelek projeyên ambargo bi ser neketin - wê hingê me çareseriyek bikêr û pêkan winda kir.
Pîşesaziya hilberîna Dewletên Yekbûyî dikare leza supersonîk bilez bike, lê xetereya paşvemayînê ew e ku mezinahiya hêza kedê li gorî hev zêde bike.Ji ber vê yekê, hikûmet û konsorsiyûmên pêşkeftina zanîngehê divê bi hilberîneran re hevkariyê bikin da ku van planan bixin pratîkê.
Pîşesazî ji atolyeyên hilberînê heya laboratîfên endezyariyê kêmasiyên jêhatîbûnê ceriband - her ku bazara hîpersonîk mezin bibe dê ev valahî berfireh bibin.Teknolojiyên nûjen hewceyê hêzek kedê ya nûjen e ku zanîna li qadê berfireh bike.
Karê Hypersonic çend deverên sereke yên cihêreng ên materyal û strukturên cihêreng vedigire, û her dever xwedan kêşeyên teknîkî yên xwe hene.Ew astek bilind a zanîna hûrgulî hewce dikin, û heke pisporiya pêwîst tune be, dibe ku ev yek li pêşiya pêşkeftin û hilberînê astengiyan çêbike.Ger mirovên me yên têr ji bo domandina kar tune bin, dê ne gengaz be ku em li gorî daxwaziya hilberîna bilez bisekinin.
Mînakî, hewcedariya me bi kesên ku bikarin hilbera dawîn ava bikin hene.UCAH û konsorsîyonên din ji bo pêşvebirina hilberîna nûjen girîng in û bicîh bikin ku xwendekarên ku bi rola hilberînê re eleqedar dibin tê de ne.Bi navgîniya hewildanên pêşkeftina hêza kar a fedayî ya xaç-fonksîyonî, dê pîşesazî di çend salên pêş de di plansaziyên firîna hîpersonîk de berjewendiyek pêşbaziyê bidomîne.
Bi damezrandina UCAH re, Wezareta Parastinê fersendek diafirîne ku ji bo avakirina kapasîteyên di vî warî de nêzîkatiyek bêtir baldar bipejirîne.Pêdivî ye ku hemî endamên hevbendiyê bi hev re kar bikin da ku kapasîteyên cihêreng ên xwendekaran rahênan bikin da ku em bikarin leza lêkolînê ava bikin û biparêzin û wê berfireh bikin da ku encamên ku welatê me hewce dike derxe holê.
Hevbendiya Pêkhateyên Pêşkeftî ya NASA-yê ku nuha girtî ye mînakek hewildanek pêşkeftina hêza kar a serketî ye.Bandora wê encama berhevkirina xebata R&D bi berjewendîyên pîşesaziyê re ye, ku dihêle nûbûn li seranserê ekosîstema pêşkeftinê berfireh bibe.Rêberên pîşesaziyê du-çar salan rasterast bi NASA û zanîngehan re li ser projeyan xebitîne.Hemî endam zanîn û ezmûna pîşeyî pêş xistine, fêr bûne ku di hawîrdorek ne-hevrikî de hevkariyê bikin, û xwendekarên zanîngehê mezin kirine ku pêşde bibin da ku di pêşerojê de lîstikvanên sereke yên pîşesaziyê mezin bikin.
Ev celeb pêşkeftina hêza kar valahiyên di pîşesaziyê de tijî dike û ji karsaziyên piçûk re fersendan peyda dike ku zû nûjen bikin û zeviyê cihêreng bikin da ku bigihîjin mezinbûna bêtir ku ji bo însiyatîfa ewlehiya neteweyî û ewlehiya aborî ya DY-yê guncan e.
Hevbendiyên zanîngehê di nav de UCAH di qada hîpersonîk û pîşesaziya berevaniyê de hebûnên girîng in.Her çend lêkolîna wan nûbûnên nûjen pêşve xistin jî, nirxa wan ya herî mezin di kapasîteya wan de ye ku nifşê meya paşîn a hêza xebatê perwerde bikin.Naha pêdivî ye ku konsorsiyûm di plansaziyên weha de veberhênanê pêşîn bike.Bi kirina vê yekê, ew dikarin bibin alîkar ku serfiraziya demdirêj a nûjeniya hîpersonîk pêşve bibin.
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.
Hilberînerên hilberên tevlihev, pir endezyarkirî (wek pêkhateyên balafiran) her carê bi bêkêmasî ve girêdayî ne.Cihê manevrayê nemaye.
Ji ber ku hilberîna balafiran zehf tevlihev e, hilberîner divê bi baldarî pêvajoya kalîteyê birêve bibin, girîngiyek mezin bidin her gavê.Ev pêdivî bi têgihiştinek kûr hewce dike ku meriv çawa bi hilberandina dînamîk, kalîte, ewlehî, û pirsgirêkên zincîra dabînkirinê re dema ku hewcedariyên birêkûpêk bicîh tîne û adapte dike.
Ji ber ku gelek faktor bandorê li radestkirina hilberên bilind-kalîteyê dikin, dijwar e ku meriv fermanên hilberînê yên tevlihev û pir caran diguhezîne.Pêvajoya kalîteyê divê di her warê vekolîn û sêwiranê, hilberandin û ceribandinê de dînamîk be.Bi saya stratejiyên Pîşesaziya 4.0 û çareseriyên hilberîna nûjen, van kêşeyên kalîteyê hêsantir bûne ku werin rêvebirin û derbas kirin.
Bingeha kevneşopî ya hilberîna balafiran her dem li ser materyalan bûye.Çavkaniya pir pirsgirêkên kalîteyê dibe ku şikestinek şikestî, korozyon, westandina metal, an faktorên din be.Lêbelê, hilberîna balafirê ya îroyîn teknolojiyên pêşkeftî, pir endezyarkirî yên ku materyalên berxwedêr bikar tînin dihewîne.Afirandina hilberê pêvajoyên pir pispor û tevlihev û pergalên elektronîkî bikar tîne.Dibe ku çareseriyên nermalava rêveberiya karûbarên giştî êdî nikaribin pirsgirêkên pir tevlihev çareser bikin.
Parçeyên tevlihevtir dikarin ji zincîra peydakirina gerdûnî werin kirîn, ji ber vê yekê divê bêtir bala xwe bidin hevgirtina wan li seranserê pêvajoya civînê.Bêbawerî ji bo dîtina zincîra peydakirinê û rêveberiya kalîteyê kêşeyên nû tîne.Piştrastkirina qalîteya gelek parçe û hilberên qedandî hewceyê rêbazên kalîteyê çêtir û yekbûyî hewce dike.
Pîşesaziya 4.0 pêşkeftina pîşesaziya hilberînê temsîl dike, û teknolojiyên pêşkeftî bêtir hewce ne ku hewcedariyên hişk ên kalîteyê bicîh bînin.Teknolojiyên piştgirî di nav de Înterneta Pîşesaziyê ya Tiştan (IIoT), mijarên dîjîtal, rastiya zêdekirî (AR), û analîtîkên pêşdîtin hene.
Qalîteya 4.0 rêbazek kalîteya pêvajoyek hilberîna dane-rêvebir ku hilber, pêvajo, plansazkirin, lihevhatin û standardan vedihewîne vedibêje.Ew li şûna ku rêgezên kalîteyê yên kevneşopî biguhezîne, gelek teknolojiyên nû yên wekî hevpîşeyên xwe yên pîşesaziyê bikar tîne, di nav de fêrbûna makîneyê, cîhazên girêdayî, hesabkirina ewr, û cêwîyên dîjîtal ji bo veguheztina tevgera xebatê ya rêxistinê û rakirina hilber an pêvajoyên muhtemel ên Kêmasî.Tê payîn ku derketina Qalîteya 4.0-ê bi zêdekirina pêbaweriya li ser daneyan û karanîna kûrtir a kalîteyê wekî beşek ji rêbaza afirandina hilbera tevahî, çanda cîhê kar bêtir biguhezîne.
Qalîteya 4.0 ji destpêkê heya qonaxa sêwiranê pirsgirêkên xebitandinê û ewlehiya kalîteyê (QA) yek dike.Ev dihewîne ka meriv çawa hilberan têgihîştin û sêwirandin.Encamên lêkolîna pîşesaziyê ya paşîn destnîşan dikin ku piraniya sûkan ne xwediyê pêvajoyek veguheztina sêwirana otomatîkî ne.Pêvajoya destan cîh ji xeletiyan re dihêle, gelo ew xeletiyek hundurîn be, an sêwirana ragihandinê û guhertinên li zincîra peydakirinê be.
Digel sêwiranê, Qalîteya 4.0 di heman demê de fêrbûna makîneya navend-pêvajoyê jî bikar tîne da ku çopê kêm bike, ji nû ve xebitandinê kêm bike, û parametreyên hilberînê xweşbîn bike.Wekî din, ew di heman demê de piştî radestkirinê pirsgirêkên performansa hilberê jî çareser dike, nerînên li ser malperê bikar tîne da ku nermalava hilberê ji dûr ve nûve bike, razîbûna xerîdar diparêze, û di dawiyê de karsaziya dubare piştrast dike.Ew dibe hevkarek bêhempa ya Pîşesaziya 4.0.
Lêbelê, kalîte ne tenê ji bo girêdanên hilberînê yên bijartî derbasdar e.Tevliheviya Qalîteya 4.0 dikare di saziyên hilberînê de nêzîkatiyek kalîteyê ya berfireh bihêle, ku hêza veguherîna daneyan bibe parçeyek yekbûyî ya ramana pargîdanî.Lihevhatina di hemî astên rêxistinê de beşdarî avakirina çandek kalîteya giştî dibe.
Tu pêvajoyek hilberînê nikare di 100% ji demê de bêkêmasî bimeşîne.Guhertina şert û mercan dibe sedema bûyerên nepêşbînîkirî yên ku pêdivî bi sererastkirinê heye.Kesên ku di kalîteyê de xwedî ezmûn in, fêm dikin ku ew hemî li ser pêvajoya berbi kamilbûnê ye.Hûn çawa piştrast dikin ku kalîteyê di pêvajoyê de tête kirin da ku pirsgirêkan bi zûtirîn dem bibînin?Dema ku hûn kêmasiyê bibînin hûn ê çi bikin?Ma faktorên derve hene ku dibe sedema vê pirsgirêkê?Hûn dikarin çi guhertinan di plansaziya teftîşê an prosedûra ceribandinê de bikin da ku pêşî li dubarebûna vê pirsgirêkê bigirin?
Zihniyetek saz bikin ku her pêvajoyek hilberînê pêvajoyek kalîteyê ya têkildar û têkildar heye.Pêşerojek ku têkiliyek yek-bi-yek heye bifikirin û bi domdarî kalîteyê bipîvin.Çi bi tesadufî diqewime, kalîteya bêkêmasî dikare were bidestxistin.Her navendek xebatê her roj nîşanan û nîşangirên performansa sereke (KPI) dinirxîne da ku deverên ji bo çêtirbûnê nas bike berî ku pirsgirêk çêbibin.
Di vê pergala girtî de, her pêvajoyek hilberînê xwedan encamek kalîteyê ye, ku ji bo rawestandina pêvajoyê, rê dide pêvajo bidomîne, an sererastkirinên rast-demê vegerê peyda dike.Pergal ji westandin û xeletiya mirovî bandor nabe.Pergalek kalîteya girtî ya ku ji bo hilberîna balafirê hatî çêkirin, ji bo bidestxistina astên kalîteya bilindtir, kurtkirina demên çerxê, û misogerkirina lihevhatina bi standardên AS9100 re pêdivî ye.
Deh sal berê, ramana balkişandina QA li ser sêwirana hilberê, lêkolîna bazarê, peydakirox, karûbarên hilberê, an faktorên din ên ku bandorê li razîbûna xerîdar dikin ne mumkun bû.Sêwirana hilberê tê fêm kirin ku ji desthilatdariyek bilindtir tê;kalîte li ser pêkanîna van sêwiranan li ser xeta meclîsê ye, bêyî ku kêmasiyên wan hebe.
Îro, gelek pargîdan ji nû ve difikirin ka meriv çawa karsaziyê dikin.Rewşa heyî ya sala 2018’an dibe ku êdî ne pêkan be.Zêdetir hilberîner jîr û zîrektir dibin.Zêdetir zanîn heye, ku tê vê wateyê îstîxbarata çêtir ji bo avakirina hilbera rast di yekem car de, bi karîgerî û performansa bilindtir.