航空航天制造业为原型和生产方法

航空航天提升

航空航天和国防工业是专门为2019年及以后的增长。包括自然增长需求增加产量来满足这些要求的身体需要的应用程序。

的2019年全球航空航天和国防工业前景从德勤表示一个正在进行的“固体”后上升趋势在2018年恢复。报告指出:“该行业预计将在2019年继续增长轨迹,由商用飞机生产和强大的国防开支增长。在商业航空领域,飞机订单仍然对下一代的需求空前高涨,节能的飞机持续增加,石油价格的上涨。”

飞机积压在高峰时期,前景报告,制造商预计将提高生产速度,因此,行业推动经济增长。在国防领域,加剧全球紧张局势和地缘政治风险,恢复美国的国防预算,和更高的国防开支由其他地区大国如中国、印度和日本预计将推动全球国防部门的增长在2019年及以后。

世界各地的生产需求的上升也将影响全球航空航天和国防的业务是如何交易。最后,贸易方面的考虑也看到航天和国防(A&D)行业。

这样的考虑越来越多的顶级球员在这个部门,如洛克希德·马丁公司、空中客车、波音公司、诺斯罗普·格鲁曼公司和其他很多都转向制造业的新方法来满足新的需求。

加法制造起飞

随着巨大的航空航天原始设备制造商和其他公司转向新的数字生产方法,加法制造(AM)已成为一个特别关键的选择。

航空航天和国防工业中处于独特的位置的效率提供支持技术难以和difficult-to-procure组件。有许多的政府和商业项目发生驾驶美国供应链机械部件。这是导致许多顶级公司在业内寻找更敏捷的方式开发,采购,和建筑产品,他们正在研究。

这些程序是造成问题的质量和准时交货。许多oem顶部设置一个内部质量标准执行供应商在95%或更好的与大多数供应商交付质量和准时交货的75 - 80%。认为这是一个几乎无休止的循环部分你需要在80%的时间,然后只有75%的时间是你所期望的质量。这无尽的循环导致供应商追逐加法制造等不同形式的制造方法支持供应链问题。添加剂是一种有效的节省时间对于复杂的几何图形,是昂贵的和冗长的采购。

因此,加法制造行业,就其本身而言,是注意到在这个领域不断增长的需求。

Metal-focused是球员通用电气的添加剂这些应用程序指出制造业的本质:“航空和航天是两个开创性行业的添加剂制造。这些行业的特点是小批量大小和手机生产商的特殊用户适应性。同时,这些产品因其拥有很长的生命周期(例如,组件可用于客机超过30年)和极高的安全需求。高水平的热或机械负荷,尤其是在起飞和降落或如果有空气扰动,是需求的特色之一概要文件对于大多数组件”。

这种考虑是必要的可行的制造高性能,持久的组件在具有挑战性的环境中。除了载人飞机,卫星系统,例如,设计运营长达15年。也是如此的无人机行业预计将执行同样的国家商业飞机和土地没有人。

A&D应用程序已在使用先进的制造工艺,这很容易观察到的生产指标。

航空收入是在过去十年几乎翻了一番占行业总。从我的角度来看,商事话虽报告说,2009年,是行业的航空占收入的9.0%(2009年话报告)。在短短10年,这一比例几乎翻了一番(话虽报告2019)的17.7%。在同一时期,生产的最终用途部分已从15.6%上升到28.4%,根据研究。

增加了生产应用程序采用金属,航空航天的增长超过了消费者产品和大幅度机动车辆,“话虽说。“航空航天部件发现自己完全在我的驾驶室产品价值高、强调轻量级部件,和相对较低的数量。”

据话,资格和认证逐步被克服的障碍通过私人和公共的努力主要航空公司和组织如美国,美国军方和联邦航空管理局(FAA)。

沿着这些线路,在2018年,美国联邦航空局的Michael Gorelik说道,“过渡到安全性至关重要的部分会比最初预期的更早。“随着时间的推移,改善材料和流程可能会是一个主要的航空产品。的确,我和其他数字制造技术在A&D看到各种各样的应用。

前期制作和原型设计:设计、测试、开发

设计的生产需要的新方法新手段。即生产方法的初始阶段必须考虑任何新的产品概念。虽然传统设计的组件可能通过数字化制造方法,可生产的优化设计的具体方法将确保其特定功能,有益的和限制,都是考虑。AM过程可能允许包含复杂的内部结构在单片组件,例如,否则必须建在一些地区通过焊接或另一个后期制作和组装过程。

决定使用一个特定的制造过程是一个主要的几个注意事项。材料的选择,最终的性能需求,部分体积,其他选项。并不是每一个物质与每一个过程或系统兼容;non-weldable金属一般不兼容加法制造,而某些反光膜热塑性塑料只是FAA-certified选择过程。

设计流程和需求是第二考虑。这些包括高级软件选项,如拓扑优化和生成设计创建复杂的、适应性的、有机的结构都是重量轻,强度高。许多这些新的工具是针对先进制造过程。

软件工具越来越先进的添加剂。许多CAD软件包的工程师正在有能力采取一组特定的需求部分,然后输出数以百计的独特的几何图形。这将需要一个工程师无数小时执行但它允许快速分析潜在的未来的结构。公司的一个典型的例子生成设计有效地这样做欧特克。

制造业供应商往往价值为他们提供的专业知识在发展阶段设计进度的实现。有经验在各种各样的系统和流程,像Protolabs,通常可以指导客户特殊需求的最佳解决方案。寻找供应商,进行行业认证(如ITAR-qualified, AS9100D;看到更多的细节部分质量控制)确保其在专业领域的知识和信任。这些供应商可以提供测试部分进行评估,可以确保更大的工作。

一旦决定使用最好的工具来完成工作,和设计的一部分,下一个物理步骤是原型。这可能包括几个迭代进行测试,以确保强度、结构完整性和组件和生产验证。迭代时间与先进制造过程加快,随着不需要模具。快速原型过程加速投放市场的时间,最终降低一部分成本的发展,劳动力,和任何停机时间相关的非功能性组件被修理或更换。

后期原型还用于点火测试在航空航天和国防工业,特别是在垂直发射系统,如火箭。这里,完全功能组件进行实地测试,如无人发射和太空和机载验证。迭代测试可以用来评估不同的设计代在现实条件下选择适当的最终选择。

这些生产技术提供了熟悉的行业最大的身体可核查的结果和广泛可用的范围,认证材料。成型也打开了,电脑桌的可能性,水运生产小型和常见的部分可能需要批量创建。加工不仅用于创建零件,而且完成组件中创建其他进程最终规范,确保精确的维度和完成。

通常这最后一点了,最好的解决方案将包括一个混合方法在音乐会中使用多种技术。就像传统的工具箱包含锤和钳,今天也做先进制造业务的房子加法和减法制造系统和技术。Protolabs,例如,提供工业bepaly下载 有六个不同的技术选择,bepaly中文网 ,金属板制造,beplay体育下载ios。

材料航空零件的问题

正如前面提到的,整体材料成本和多种选择的金属和塑料材料A&D部门很重要。另外,摘要栏的报道,复杂零件在轻质材料这个行业是一个成功的组合。但是,它并不一定只有金属。事实上,Protolabs,其他5个3 d印刷过程提供除了摘要,用于制造塑料零件。碳DLS,这些方法包括:有限元多射流融合、选择性激光烧结和PolyJet。金属材料,随着液体硅橡胶,通常用于飞行硬件。以下是最受欢迎的五种材料选择:

钛
这种轻量级的和强大的材料提供了优秀的腐蚀和耐热性和可加工或3 d印刷。钛用于飞机喷气发动机和宇宙飞船。其强度和轻量级降低燃料成本。

铝
高强度重量比,铝是一个很好的候选人住房和括号必须支持高加载。此外,铝是最具成本效益的金属加工或3 d打印。

铬镍铁合金
这个3 d打印的金属镍铬高温合金适合火箭发动机组件和需要耐高温的其他应用程序。

不锈钢
不锈钢以PH值是广泛应用于航空航天工业由于其高强度,良好的耐蚀性,良好的机械性能在温度高达600°F。如钛,它可以加工或3 d印刷。

液体硅橡胶
弹性氟硅橡胶材料是专门面向燃料和石油阻力,而光学硅橡胶是一个很好的PC / PMMA的选择。常见的应用程序在航空包括优柔寡断的表面,垫圈,海豹和o形环。

检验报告和质量控制
认证是基础,没有天花板,航空航天和国防应用程序。寻求的端到端认证设施,通过最终产品概念,审查这些过程后期制作先进的生产实践。

几个意味着在生产过程控制的集成,包括原位监测实时反馈和调整部分建立在先进的系统。一旦工作完成,部分可能受到破坏或无损检测(NDT)。后者是首选,越来越高,由于部分往往是昂贵和耗时。等无损检测方法通常涉及设备坐标测量机(机)测量尺寸精度与触摸探针或激光,x射线或其他扫描技术,和/或抗拉测试人员。

完整的可追溯性在整个制造过程还确保每一批的材料,在构建项目,批部分可以追溯到它的起源和每一个每一个过程的一部分。保管妥当的记录将允许制造商追溯一个部分由几年前其原材料的来源,例如,任何问题应该发现并对其他需要检查的结果相同的批处理。记录还显示日期和员工接触到每一个部分。

洛克希德·马丁公司的数字制造技术的使用

最好的验证新生产工艺实际生产零件的形式;看到的,是相信。洛克希德·马丁公司是其中一个最著名的航空航天、国防、安全、和世界先进技术公司长期以来一直支持先进制造业的操作。

Brian Kaplun先进制造高级经理,洛克希德·马丁公司,最近分享一些观点在公司的悠久的历史和先进的技术,包括金属添加剂制造:“我们飞第一(加法制造钛)2011年在朱诺平台上。我们有一个健壮的飞行应用以及non-flight应用的历史,不仅在空间,在很多其他的洛克希德马丁公司业务领域。我们最近飞第一金属部分是洛克希德马丁战斗机,——F22。我们将继续扩大我们的产品对于很多平台与我们合作,包括人类太空飞行计划像猎户座,以及深太空任务像朱诺。其他任务我们有飞最近,像蓝色的大海和欧罗巴加密,所有功能添加剂成分。”

一些项目的洛克希德·马丁公司已经转向加法制造解决方案包括推进剂坦克,用钛制成wire-fed电子束过程。Kaplun解释说,如此大规模的部分突出加法制造过程的好处。

“你有锻件,传统上可以一年多采购现在能够在一种添加剂的方式生产,大大减少材料浪费,在一段时间内的两个星期,”他说。“安排储蓄,敏捷的能力在一个越来越敏捷市场不言自明。我们看到节约成本和进度,给我们更大的响应能力为我们的客户,并且能够真正适应不断变化的需求。”

在另一个洛克希德·马丁公司的例子,救援无人机Protolabs与该公司合作,开始3 d打印技术原型,然后转向注塑beplay体育下载ios。

此外,Protolabs共事洛克希德马丁公司和美国国家航空航天局的项目要求自定义板料冲压(见照片右边)的一个例子,正如前面提到的,数字制造供应商提供一系列的制造方法。

展望未来,部署先进制造方法如工业三维打印的迭代原型到最终生产意义的航空、航天和国防工业。在很多方面,这个报告中概述,先进制造非常适合这种复杂多样的部门,包括飞机和航天器,无人机,非机动的滑翔机,旋转翼飞机、太空飞行器等等。

因此,这个行业是发现这些强大的制造技术,借用汤姆沃尔夫的标志性的书名在航天,正确的东西。