การบินและอวกาศเป็นการสนับสนุนที่สำคัญสำหรับอุตสาหกรรมการผลิตตั้งแต่การพัฒนาไปจนถึงผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป การผลิตด้านการบินและอวกาศมีบทบาทสำคัญที่สุดใช้เทคโนโลยีการผลิตการบินและอวกาศอะไรบ้าง?จะหาวัสดุที่เหมาะสมสำหรับชิ้นส่วนอวกาศได้อย่างไร?ในบทความนี้ เราจะแนะนำวิธีการผลิต วัสดุ การตรวจสอบ และการควบคุมคุณภาพที่ใช้กันทั่วไปในอวกาศ
เทคโนโลยีการผลิตการบินและอวกาศ
เมื่อการออกแบบชิ้นส่วนได้รับการอนุมัติ จะเริ่มการผลิตได้จะต้องเลือกกระบวนการผลิตตามปริมาณการผลิตและเวลาการส่งมอบที่ต้องการ
การผลิตสารเติมแต่ง
Additive Manufacturing (AM) หมายถึงกระบวนการสร้างส่วนประกอบทางกายภาพจากแบบจำลองคอมพิวเตอร์ 3 มิติเสมือนจริงโดยการเพิ่มวัสดุ (โดยปกติจะเป็นชั้น)เทคโนโลยีการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุทั่วไป ได้แก่ การพิมพ์ 3 มิติ การเคลือบแผ่น การอัดขึ้นรูปวัสดุ ฯลฯ การบินและอวกาศเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมผู้บุกเบิกการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ ซึ่งมีลักษณะเด่นคือชุดการผลิตขนาดเล็กและความสามารถในการปรับตัวเฉพาะของผู้ผลิตการผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุสามารถใช้เพื่อสร้างรูปทรงเรขาคณิตและโครงสร้างขัดแตะที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งช่วยลดน้ำหนักและช่วยในการกระจายความร้อนการผลิตชิ้นส่วนกึ่งกลวงด้วยวัสดุขั้นสูงสามารถลดน้ำหนักในขณะที่ยังคงความแข็งแรง ซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มการพัฒนาของผลิตภัณฑ์การบินและอวกาศและยังเป็นเทคโนโลยีที่ยอดเยี่ยมอีกด้วยการผลิตสารเติมแต่งถูกออกแบบมาสำหรับชิ้นส่วนการบินและอวกาศในปริมาณน้อย
เครื่องจักรซีเอ็นซี
ความแม่นยำของเครื่องบินเป็นสิ่งสำคัญตั้งแต่ลำตัวไปจนถึงชิ้นส่วนขนาดเล็ก บริการเครื่องจักรกลซีเอ็นซีสามารถผลิตชิ้นส่วนและเครื่องมือการบินที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างแม่นยำตัวอย่างเช่น เครื่อง CNC สามารถสร้างชิ้นส่วนที่แทบมองไม่เห็นภายในเครื่องยนต์ หรือดัดแปลงปีกของเครื่องบินได้อย่างแม่นยำมากเพื่อให้แน่ใจว่าปีกทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพการตัดเฉือน CNC เป็นทางเลือกที่ดีเมื่อชิ้นส่วนสำเร็จรูปต้องการความแม่นยำในการตกแต่งเพิ่มเติม หรือต้องการขนาดที่แม่นยำและพื้นผิวที่ดี
วัสดุของชิ้นส่วนการบิน
จากลักษณะเฉพาะและความต้องการของโครงสร้างเครื่องบิน ชิ้นส่วนที่ซับซ้อนที่ทำจากวัสดุน้ำหนักเบาจึงเป็นตัวเลือกแรก ซึ่งจะเป็นการพิจารณาว่าวัสดุชนิดใดเหมาะสำหรับอุตสาหกรรมด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีสมัยใหม่ วัสดุทางเลือกจำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อสร้างเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบาและมีอากาศพลศาสตร์มากขึ้น ซึ่งสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงมากขึ้น เช่น วัสดุผสมและโลหะผสมชนิดใหม่นี่คือวัสดุการบินและอวกาศที่เป็นที่นิยม
– เหล็กกล้าไร้สนิม: เหล็กกล้าไร้สนิม 17-4 PH ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการประมวลผล CNC การบินและอวกาศหรือการพิมพ์ 3 มิติ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีที่อุณหภูมิสูงถึง 600°F
– อะลูมิเนียม: ด้วยอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่สูง อะลูมิเนียมจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรองรับตัวเรือนและส่วนรองรับของเครื่องบินที่บรรทุกน้ำหนักสูงนอกจากนี้ยังง่ายต่อการดำเนินการและประหยัดค่าใช้จ่ายเป็นเวลาเกือบศตวรรษที่อุตสาหกรรมการบินและอวกาศพึ่งพาอะลูมิเนียมในการผลิตชิ้นส่วนอะลูมิเนียมอัลลอยที่ใช้บ่อยที่สุดในอวกาศคืออะลูมิเนียม 7075 ซึ่งแข็งแรงพอๆ กับเหล็ก โดยมีความล้าที่ดีและความสามารถในการทำงานโดยเฉลี่ย
– ไททาเนียม: ไททาเนียมเป็นการผสมผสานระหว่างน้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่ออุณหภูมิสูงเครื่องบินพาณิชย์ในปัจจุบันใช้ไทเทเนียมมากกว่าเครื่องบินที่ออกแบบไว้ก่อนหน้านี้มากชิ้นส่วนไททาเนียมมักจะใช้ในการผลิตชิ้นส่วนยึด ลำตัว และล้อของเครื่องบิน เช่น เครื่องยนต์ไอพ่นของเครื่องบินและยานอวกาศ เช่นเดียวกับส่วนประกอบของเครื่องยนต์ เช่น จาน ใบมีด เพลา และเปลือกโลหะผสมไทเทเนียม 6AL-4V คิดเป็นเกือบ 50% ของโลหะผสมทั้งหมดที่ใช้ในเครื่องบินชิ้นส่วนอวกาศที่ทำจากไททาเนียมใช้เชื้อเพลิงน้อยลงโดยใช้อัตราส่วนน้ำหนักต่อความแข็งแรงสูง
– Inconel: ซูเปอร์อัลลอยนิกเกิลโครเมียม มักใช้สำหรับการพิมพ์ 3 มิติของชิ้นส่วนเครื่องยนต์จรวดและการใช้งานด้านการบินและอวกาศอื่นๆ ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิสูง
– วัสดุคอมโพสิต: รวมถึงคาร์บอนไฟเบอร์ แก้ว และอีพอกซีเรซินเสริมแรงด้วยอะรามิดวัสดุผสมนี้มีน้ำหนักเบาและสามารถใช้ในการผลิตเครื่องบินที่ประหยัดเชื้อเพลิงได้นอกจากนี้ยังสามารถทนต่อแรงต้านทานและความเหนื่อยล้าได้สูงและเหมาะสำหรับการทำปีก
การตัดเฉือนชิ้นส่วน CNC การบินและอวกาศอย่างแม่นยำ
การตรวจสอบการบินและอวกาศและการควบคุมคุณภาพ
ต้องดำเนินการตรวจสอบหลังกระบวนการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนการบินและอวกาศในแง่มุมของการควบคุมคุณภาพในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ชิ้นส่วนเล็กๆ แต่ละชิ้นจะต้องตรงตามมาตรฐานและการรับรองคุณภาพเฉพาะการรับรองที่สำคัญที่สุดในอวกาศคือ AS9100DAS9100D เป็นมาตรฐานคุณภาพอุตสาหกรรมการบินและอวกาศที่นำมาใช้จากมาตรฐาน ISO 9000/ISO 9001