تعد صناعة الطيران العالمية مرتعًا لتصميم وابتكار خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، حيث يتم إنتاج الملايين والملايين من الأجزاء المعدنية المعقدة سنويًا.

أداة مهمة تحت تصرف صناعة الطيران التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الصين. تؤدي خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي للفضاء إلى أجزاء طائرات متقدمة مصنوعة من معادن خفيفة الوزن مثل التيتانيوم والألمنيوم ، في حين أن الهندسة هي أيضًا جهاز نموذجي قيم لأقسام البحث والتطوير في مجال الطيران.

يغطي تصنيع الطيران مجموعة من التطبيقات أيضًا. سواء كانت طائرات تجارية أو مركبات عسكرية أو حتى رحلات فضائية ، فإن هندسة CNC تلعب دورًا كبيرًا في تطوير وإنتاج مكونات الفضاء الدقيقة.

تقدم هذه المقالة نظرة عامة على كيفية استخدام ماكينات التحكم الرقمي في الكمبيوتر في صناعة الطيران. إنه يبحث في تطبيقات خدمة النموذج الأولي للتشغيل الآلي للفضاء ، ومواد تصنيع الطائرات ، وأكثر من ذلك.

ما هي الريح الخلفية؟

الفضاء هو سوق شديد التنوع يضم العديد من القطاعات الفرعية ، ويغطي كل شيء من الطيران الصناعي إلى استكشاف الفضاء. تقدر قيمتها كسوق عالمي عادة بحوالي 800 مليار دولار.

يتضمن إنشاء الفضاء الجوي إنشاء أجزاء للعملاء الصناعيين والصناعيين والعسكريين ، مع كون الحكومات من أكبر المقاولين في هذا القطاع. في الولايات المتحدة ، على سبيل المثال ، أكبر مشترين للسلع الفضائية هما وزارة الدفاع ووكالة ناسا ، وكالة أبحاث الفضاء والطيران في البلاد.

نظرًا للعدد الهائل من القطاعات الفرعية للفضاء والعدد الكبير من التطبيقات والمنتجات ضمن تلك القطاعات الفرعية ، يتطلب الفضاء مجموعة واسعة من تقنيات الإنتاج ، من التقنيات التقليدية مثل الصب واللحام إلى الأنظمة المتطورة مثل تطوير المواد المضافة المعدنية. تقع هندسة التحكم الرقمي للكمبيوتر في الفضاء في مكان ما بين هذين النقيضين ، لتصبح تقنية راسخة للغاية توفر مع ذلك إمكانيات مادية وأسلوبًا متطورًا.

ما هي خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي TIKPRECISION؟

خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي هي عملية تطوير لإزالة أقسام المكونات من قطعة العمل باستخدام أدوات القطع التي تعمل بالآلة. وعمارة CNC هي بالتأكيد نسخة رقمية من الآلات: تتحكم أجهزة الكمبيوتر في معدات التشذيب الآلية لتشكيل أجزاء جديدة بسرعة وبدقة.

ترجع هندسة Tailwind CNC تقريبًا إلى اختراع خدمة النموذج الأولي لآلات CNC نفسها ، في عام 1942. كان أحد التطبيقات الأولى لمديري CNC التنفيذيين في مجال الطيران هو إنتاج الحواجز وجلود الأجنحة. اليوم ، يمكن تشكيل العديد من أجزاء الطيران ، مثل ناقل الحركة ، وأجزاء معدات الهبوط ، والعناصر الكهربائية. يمكن أيضًا استخدام خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي لإصلاح أو تعديل الأجزاء الموجودة ، لإضافة ميزات مفصلة ، أو إضافة معلومات نصية منقوشة من هذا النوع كأرقام تسلسلية.

نظرًا لأن العديد من وظائف تصنيع الفضاء تتضمن إنشاء مكونات نهائية مهمة ، فإن المعالجة الدقيقة مطلوبة مع مراكز هندسية ذات 5 محاور عالية الجودة. قد تتطلب أجزاء معينة - أجزاء المحرك النفاث ، على سبيل المثال - تفاوتات ضيقة تصل إلى 4 ميكرون ، وهي أضيق بكثير مما يمكن قبوله عادةً أثناء خدمة النموذج الأولي للتشغيل باستخدام الحاسب الآلي.

تعد هندسة الفضاء الجوي أيضًا شكلًا مهمًا من النماذج الأولية أثناء الدراسة والتقدم. آلات CNC مناسبة لنمذجة أجزاء الفضاء المعدنية التي سيتم تصنيعها لاحقًا باستخدام طرق الرمي أو طرق أخرى.

قطع غيار الآلات CNC TIKPRECISION

تعتبر صناعة الطيران والفضاء مسؤولة عن العديد من أجزاء الحساء ، القادمة من أجزاء محرك الطائرة الحيوية إلى أجزاء المقصورة الداخلية البلاستيكية خفيفة الوزن.

عادةً ما تكون الأجزاء التي تصلح للتصنيع الآلي للتحكم الرقمي بالكمبيوتر الجوي هي أجزاء منخفضة الحجم تتطلب قوة عالية وميزات دقيقة. عادةً ما تكون هذه الأجزاء محدودة الحجم بحجم مراكز التشريح CNC ، ولكن يمكن استخدام العديد من العناصر المختلفة - عادةً ما تكون سبائك التيتانيوم أو الألومنيوم ، ولكن مع خيارات إضافية مثل تصميم البلاستيك والمركبات المتاحة أيضًا. قد يتم تشكيل بعض الأجزاء لاحقًا بعد أن يتم صبها أو انبثاقها.

يمكن استخدام هندسة الفضاء الجوي المخصصة للنماذج الأولية وأجزاء الاستخدام النهائي. ومع ذلك ، يجب أن تلبي أجزاء الاستخدام النهائي معايير ومعايير وشهادات أمان صارمة.

تشمل خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي لأجزاء الفضاء التي يمكن تشكيلها (على سبيل المثال لا الحصر):

• قطع معدات الهبوط
• شفرات التوربينات ومختلف مكونات محرك الطائرة الأخرى
• أغطية المحرك
• أجهزة توليد الأوكسجين
• أجسام الفلاتر لأنظمة تنقية السوائل والهواء
• موصلات كهربائية للحصول على الأنظمة الكهربائية
• ضوابط الحركة
• المحركات
• مكونات جسم الطائرة
• ضلوع الجناح
• أقراص
• مهاوي خاصة بنقل القوة
• علب الصواريخ والمكونات الإضافية
• أجزاء المقصورة
• المقاعد ومساند الذراعين والصواني
• مؤهلات تصنيع الفضاء

إن خدمة النموذج الأولي للتشغيل الآلي باستخدام الحاسب الآلي للفضاء هي في الواقع إجراء حاسم لا يترك مجالًا للخطأ. حيث تسمح بعض الصناعات بتفاوتات فضفاضة وتنوعات في المواد ، يتطلب الفضاء الدقة والاتساق الكاملين لضمان الأمن البشري.

يجب أن تفي التطبيقات والأجزاء المختلفة بالمتطلبات والاعتمادات المختلفة ، وهناك عدد قليل من المواصفات الخاصة بكل بلد بالإضافة إلى المواصفات الدولية. ومع ذلك ، فإن أحد الشهادات الأساسية المطبقة على العديد من التطبيقات هي بالتأكيد مؤهل AS9100 ، وهو معيار SAE عالمي يُمنح للموردين الذين يتم وصفهم عادةً على أنه "نموذج مخصص لضمان الجودة في التصميم والتطوير والإنتاج والتركيب والخدمة" في ثقب الهواء .

امتدادًا لمعيار ISO 9001 ، فإن مؤهل AS9100 ليس مطلوبًا بالتأكيد لجميع عمليات إنشاء أجزاء الرؤية ، ولكن قد يبحث العملاء عن الموردين الحاصلين على الشهادة لضمان الجودة.

الشهادات الأساسية الأخرى المصممة لتصنيع الآلات الفضائية تشمل ITAR (لوائح التجارة الدولية في الأسلحة) ، وهي مجموعة من الإرشادات الصادرة عن قسم الولايات المتحدة الأمريكية والتي تحدد جميع متطلباتنا لبيع وإنتاج التكنولوجيا في قائمة جميع الذخائر الأمريكية ، وتقارير فحص المادة الأولى AS9102 ، والتي تشير إلى الامتثال لمتطلبات التحقق من الأجزاء الفضائية.

هذا النوع من الشهادات ليس ضروريًا بالضرورة للنماذج الأولية للطيران لأن النماذج الأولية لن تستخدم على الطائرات النشطة.

لوازم خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي

تعد هندسة خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي بشكل عام عملية متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها لصنع مكونات كل من السبائك والبلاستيك. ومع ذلك ، في الغلاف الجوي ، هناك معادن ثمينة معينة تسود: التيتانيوم والألمنيوم خفيف الوزن. هذا بالتأكيد يرجع إلى القوة الكبيرة (خاصة التيتانيوم) وخفة الوزن (خاصة الألومنيوم) للعناصر.

سبائك التيتانيوم

لا يوجد قطاع في جميع أنحاء العالم يستخدم سبائك ti أكثر من الفضاء. من السهل معرفة سبب حدوث ذلك: يوفر الفولاذ نسبة قوة إلى وزن ممتازة ، ويقاوم التآكل ، ويعمل بشكل منتظم في درجات الحرارة القصوى. أصبح التيتانيوم مورداً أساسياً في تطوير الطيران ، وسيزداد استخدامه أكثر خلال القرن المقبل.

الطائرات التي تستخدم كميات كبيرة من التيتانيوم لعواملها المختلفة تشمل السيارات التجارية مثل Airbus A380 و Boeing B 787 ، لأن الطائرات العسكرية مثل F -22 و Farrenheit / A-18 و UH-60 Black Hawk هيليكوبتر.

تتكون أجزاء التيتانيوم الواقية للهواء من هيكل الطائرة وأجزاء محرك الطائرة ، وهذا النوع من الأقراص والشفرات والأعمدة والأغلفة. يمكن تحويل العديد من هذه الآلات.

نظرًا لأنه أصعب من الألومنيوم ، فقد يكون من الأصعب بالنسبة لخدمة النموذج الأولي للقطع باستخدام الحاسب الآلي ، مما يتسبب في تآكل الجهاز وتراكم الحرارة. وهذا يعني أن تصنيع التيتانيوم في الفضاء قد يحتاج إلى دورة في الدقيقة منخفضة للماكينة وحمل أكبر للرقائق. (انظر دليلنا إلى المعالجة الآلية لمزيد من المعلومات.) ومع ذلك ، نظرًا لأن تصنيع المجال الجوي يشتمل عادةً على منتجات المعالجة الأكثر تقدمًا وعالية الجودة التي يمكن الحصول عليها ، فإن هذا النوع نادرًا ما يمثل مشكلة.

معادن الألمنيوم

هناك نوع آخر من الفولاذ المستخدم على نطاق واسع في تصنيع القطط - والذي كان أطول من التيتانيوم والمركبات الحديثة - يمكن أن يكون من الألومنيوم.

سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن ولها قوة شد عالية. يشكل الألمنيوم خفيف الوزن طلاء أكسيد عند تعرضه لتدفق الهواء ، مما يجعله مقاومًا للتآكل ، وهو بالتأكيد أيضًا قابل للتشكيل للغاية (وبالتالي أكثر من التيتانيوم) ، مما يجعل من السهل استخدام جهاز التحكم الرقمي.

في خدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي في مجال الطيران ، فإن السبائك المعدنية الأكثر شيوعًا هي الألومنيوم خفيف الوزن 7075 ، والذي يكون عنصر السبائك الرئيسي فيه هو الزنك عادةً. على الرغم من أنه لا يمكن تشغيله آليًا أثناء وجود سبائك إضافية ، إلا أن 7075 يوفر طاقة كهربائية إجهاد ممتازة. يتم إنشاء العديد من الأجنحة وجسم الطائرة وعوامل هيكل الدعم من هذه المواد.

تحتوي سبائك الألومنيوم الإضافية المستخدمة في صناعة الطائرات على 4047 (تكسية / حشو) و 6951 (زعانف) و 6063 (هيكلية). تعتبر سبائك 6000 سلسلة بشكل عام أكثر قابلية للتشغيل من غيرها.

سبائك Inconel الفائقة لخدمة النموذج الأولي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي

توفر شركة Special Metals Corporation مجموعة مطورة من السبائك الفائقة القائمة على النيكل والكروم الأوستنيتي تسمى Inconel.

تم تطوير درجة معينة من المنتج ، Inconel 718 ، خصيصًا للتطبيقات الملبدة بالغيوم. كان أحد أول استخداماته البارزة هو غلاف ناشر محرك الطائرة (جزء ضغط مرتفع بشكل لا يصدق ينضم إلى الضاغط إلى الاحتراق) لمحرك Pratt & Whitney J 58 ، والذي تم استخدامه في سيارات مثل Lockheed SR-71 طائر أسود.

تم استخدام Inconel 718 مؤخرًا بواسطة SpaceX من Elon Musk في مجمع المحرك لمحرك Merlin ، الذي يعمل على تشغيل مركبة الإطلاق Falcon 9. يوجد هذا أيضًا في العديد من مكونات السقف الأخرى تمامًا مثل شفرات قطع التوربينات وأجهزة مجاري الهواء وأنظمة عادم المحرك.

كمعدن مقوى للعمل ، يجب أن يتم تشكيل Inconel 718 آليًا بدقة باستخدام رؤية هذا العدد القليل من التمريرات الممكنة ؛ ينشر الميكانيكيون عادةً قطعًا شرسًا ولكن بطيئًا باستخدام تطبيق تقطيع صلب. ومع ذلك ، فإن السبائك الفائقة توفر قابلية لحام جيدة.

هندسة المواد البلاستيكية

بالإضافة إلى المعادن مثل التيتانيوم والألمنيوم خفيف الوزن ، يمكن أن تتضمن المعالجة الفضائية بسهولة استخدام مواد عالية الأداء من هذا النوع كما هو الحال عند PEEK و polycarbonate و Ultem.

قد يصبح البلاستيك بديلاً مفيدًا لغرض المعادن بسبب وزنه الخفيف جدًا ، ومقاومته الكبيرة للصدمات والاهتزازات ، وخصائص الختم ، والمستوى الكيميائي للمقاومة. كما أنها توفر عزلًا كهربائيًا فائقًا للمعادن.

يمكن أن تنتج آلية التحكم الرقمي بالكمبيوتر الجوي من البلاستيك المعماري أجزاء الطيران مثل التصميمات الداخلية لكابينة السجل ، وطاولات الدرج ، ومساند الذراعين ، والمرفقات ، والوسادات المثبتة ، والعزل ، والأنابيب ، وأجزاء الصمام ، وألواح العدادات ذات الإضاءة الخلفية.