Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Manufacturing Technology >> Industriële technologie

Kwaliteitsoverwegingen voor lucht- en ruimtevaartfabricage

Fabrikanten die met luchtvaartklanten werken, weten dat onderdelen die voor ruimtevaarttoepassingen worden geproduceerd, aan strikte functionele en wettelijke vereisten moeten voldoen. Lucht- en ruimtevaartonderdelen zijn niet alleen meer gespecialiseerd dan onderdelen die zijn gemaakt voor toepassingen in andere industrieën; ze zijn ook eerder bedrijfskritisch, wat betekent dat een storing zou leiden tot verlies van apparatuur en mogelijk letsel voor operators, passagiers of omstanders.

Ingenieurs moeten ervoor zorgen dat elk geproduceerd onderdeel consistent en betrouwbaar presteert volgens de vereisten van de toepassing, wat vereist dat componenten aan strenge normen, tests en inspecties worden gehouden om de juiste functionaliteit te verifiëren en ervoor te zorgen dat veiligheid prioriteit krijgt.

Lucht- en ruimtevaartprojecten hebben doorgaans hogere budgetten en langere ontwikkelingscycli, wat doorgaans betekent dat er meer initiële planning nodig is om het uiteindelijke succes van het project te garanderen. In dit artikel worden enkele belangrijke ontwerp- en technische overwegingen voor ruimtevaartonderdelen belicht waarmee productteams waarschijnlijk te maken zullen krijgen.

Regelgevende vereisten en verwachtingen van leverancierscertificering

Vanwege het aantal internationale, federale en branchespecifieke voorschriften die bepalen hoe onderdelen worden gemaakt, werken lucht- en ruimtevaartbedrijven over het algemeen uitsluitend met leveranciers en fabrikanten die over de juiste certificeringen beschikken.

Een van de meest gebruikte normen voor lucht- en ruimtevaartkwaliteitsbeheer is AS9100, die universele definities en verwachtingen biedt voor kwaliteitsbeheer van fabrikanten die lucht- en ruimtevaartonderdelen ontwerpen, produceren en inspecteren. De standaard heeft in de loop der jaren meerdere versies doorlopen, waarvan de meest recente ASD9100D is, die in 2016 werd uitgebracht.

Fabrikanten die aantonen dat ze voldoen aan ASD9100D, kunnen ook aantonen dat ze voldoen aan de bredere ISO 9001-norm (die het kwaliteitsmanagementsysteem AS9100 in zijn geheel bevat). Fabrikanten moeten ook rekening houden met ASA-100-certificering, een norm die voldoet aan FAA Advisory Circular 00-56, die een gestandaardiseerd kwaliteitssysteem biedt voor distributeurs van onderdelen voor burgerluchtvaartuigen.

Functionele vereisten

Lucht- en ruimtevaartonderdelen vereisen een unieke mix van eigenschappen. Veel componenten moeten extreem sterk en stijf zijn - eigenschappen die vaak worden geassocieerd met hardere, zwaardere materialen. Het verminderen van het gewicht waar mogelijk is echter van cruciaal belang voor bijna alle productietoepassingen in de lucht- en ruimtevaart, waardoor productteams ook onderdelen kunnen ontwerpen met unieke of complexe geometrieën. Het is gebruikelijk dat fabrikanten iteraties van ontwerp, engineering en testen doorlopen om ervoor te zorgen dat het onderdeel naar behoren functioneert, aan alle functionele vereisten voldoet, terwijl ze ook optimaliseren om zoveel mogelijk gewicht van het onderdeel te verwijderen, zonder afbreuk te doen aan de prestaties.

Additieve fabricagemethoden bieden hier een belangrijk voordeel omdat ze de productie van onderdelen mogelijk maken met de minimale hoeveelheid materiaal die nodig is om aan de functionele vereisten van een component te voldoen.

Materialen

De behoefte aan onderdelen die stijf en sterk maar toch flexibel en licht zijn, heeft geleid tot de fabricage van ruimtevaartcomponenten met materialen zoals titanium, wolfraam en koolstofvezel. Veel van deze exotische materialen reageren echter wanneer ze elkaar tegenkomen, wat kan leiden tot galvanische corrosie of ongelijkheden tussen thermische uitzettingscoëfficiënten. Additieve productiemethoden bieden opnieuw een uniek alternatief, aangezien de overgrote meerderheid van de materialen die in deze processen worden gebruikt, niet-reactief zijn en een breed scala aan materiaaleigenschappen bieden bij lagere dichtheden dan de bovengenoemde materialen.

Decennia lang werd koolstofvezel gezien als een riskant materiaal voor gebruik in ruimtevaarttoepassingen vanwege de onverenigbaarheid met bepaalde metalen, anisotrope eigenschappen en de unieke fabricagemethode. Naarmate de productiemiddelen volwassener werden en het gebruik van sterk geoptimaliseerde geometrieën en materiaaleigenschappen toenam, nam het gebruik van koolstofvezel enorm toe in de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Tegenwoordig wordt koolstofvezel vaak aangetroffen in veel ruimtevaarttoepassingen. Evenzo is de technologie die wordt gebruikt bij additive manufacturing de afgelopen jaren zo drastisch veranderd dat er nu veel minder materiaalbeperkingen zijn voor de onderdelen die met behulp van additieve middelen kunnen worden gemaakt.

Additief vervaardigde onderdelen volgen een vergelijkbaar traject in ruimtevaarttoepassingen, waardoor ingenieurs de geometrieën van componenten als nooit tevoren kunnen controleren en optimaliseren. Naast het verminderen van het gewicht van de componenten, heeft de volwassenheid van de technologie voor additieve fabricage en procesbeheersing ingenieurs in staat gesteld om de eigenschappen van componenten, zoals stijfheid en sterkte, te optimaliseren met de precisie van traditionele productiemethoden.

Dit zorgt elk jaar voor een drastische toename van het gebruik van additief vervaardigde onderdelen in lucht- en ruimtevaarttoepassingen, en daarom komt het steeds vaker voor dat additief vervaardigde onderdelen de rol vervullen van componenten die ooit traditioneel werden vervaardigd in de lucht- en ruimtevaartindustrie.

Testcriteria

Hoewel alle onderdelen moeten worden getest om hun goede werking te garanderen, is dit vooral belangrijk voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen, aangezien veel van de componenten kritieke onderdelen zijn. Veel van deze onderdelen vereisen specifieke mechanische eigenschappen en zijn essentieel voor het waarborgen van de veiligheid, dus het is verstandig voor productteams om hun testcriteria vroeg en gedetailleerd te laten definiëren - voordat het testen begint. Weten hoe succes eruitziet, geeft ingenieurs duidelijke maatstaven en stelt ontwerpers in staat om het onderdeelontwerp efficiënt te verfijnen ten opzichte van dat doel.

Risicobeperking

Aerospace-klanten zullen waarschijnlijk ook risicobeoordelingen willen zien. Vanwege het grote aantal kritieke onderdelen dat wordt gebruikt in ruimtevaarttoepassingen, is het van vitaal belang dat productteams erop kunnen vertrouwen dat hun onderdelen betrouwbaar zijn en weinig tot geen risico vormen voor de menselijke gezondheid en veiligheid.

Door gebruik te maken van goed gedefinieerde risicoanalysemethodologieën, zoals Failure Modes and Effects Analysis (FMEA), kunnen ingenieurs de verschillende manieren bepalen waarop een onderdeel zou kunnen falen, evenals de gevolgen van die fouten, zodat productontwikkelingsteams proactief risico's kunnen beperken. Dit helpt teams bij het bepalen van de kosten die ze bereid zijn te maken om ervoor te zorgen dat bepaalde storingen nooit optreden, wat op zijn beurt kan leiden tot verdere ontwerpwijzigingen of het inbouwen van redundante systemen om de effecten ervan te beperken.

Lucht- en ruimtevaart aandrijven met additief

Hoewel additieve fabricage niet voor elke toepassing de beste optie zal zijn, is de technologie zo geavanceerd en volwassen geworden dat het aantal potentiële toepassingen in de lucht- en ruimtevaart elk jaar toeneemt. In veel gevallen maakt additive manufacturing het mogelijk om specifieke of complexe onderdelen doelgericht te maken om te voldoen aan de strenge eisen binnen de luchtvaartindustrie.

Sommige kritieke onderdelen zullen uiteraard beter geschikt zijn voor andere productiemethoden, maar de snelheid en flexibiliteit van additieve technologieën vormt een steeds economischere optie. Uiteindelijk moeten ingenieurs en productontwikkelingsteams investeren in een robuuste voorbereiding voordat ze met de productie beginnen om ervoor te zorgen dat hun ruimtevaartonderdelen voldoen aan alle noodzakelijke functionele en wettelijke vereisten, zijn vervaardigd met de ideale materialen en zijn ontworpen om risico's te beperken.

Bij Fast Radius gedijen we bij het overtreffen van verwachtingen, en we zijn goed gepositioneerd om productteams te helpen bij het navigeren door de vele overwegingen die bij elk productontwikkelingsproject spelen. We zijn een gepassioneerd team van ontwerpers en ingenieurs die op zoek zijn naar duurzame zakelijke partnerschappen die de grenzen verleggen van wat mogelijk is door middel van moderne productie. Onze luchtvaartklanten leggen de lat hoger, niet alleen voor productie, maar ook voor ontwerp en technisch advies. Neem vandaag nog contact met ons op om aan de slag te gaan.

Bezoek ons ​​informatiecentrum voor meer informatie over hoe additieve productie kan worden gebruikt voor een efficiëntere productie, wat u moet weten over het printen van metalen onderdelen, de materialen die worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie en nog veel meer.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?

Start uw offerte

Industriële technologie

  1. Kwaliteitsverbetering in productie:verlichting voor Operations Manager
  2. Ontwerp voor het vervaardigen van PCB's
  3. PCB-productie voor 5G
  4. Waar u op moet letten bij een urethaanproductiepartner?
  5. Verbetering van de kwaliteit in de automobielindustrie
  6. Metalen voor high-mix, low-volume productie
  7. Alles over investeringscasting voor ruimtevaarttoepassingen
  8. Kwaliteit bereiken in de lucht- en ruimtevaartindustrie
  9. Lucht- en ruimtevaartproductie - hoe we kwaliteit bereiken
  10. Vereisten voor contractproductie in de lucht- en ruimtevaart
  11. GD&T-toleranties bij de productie van onderdelen