A cewar SmarTech, wani kamfanin tuntuɓar fasahar kere kere, sararin samaniya shine masana'antu mafi girma na biyu da ke aiki da masana'antar ƙari (AM), na biyu kawai ga magani.Koyaya, har yanzu akwai ƙarancin sanin yuwuwar kera kayan yumbu a cikin saurin kera abubuwan haɗin sararin samaniya, haɓaka sassauci da ƙimar farashi.AM na iya samar da sassa na yumbu masu ƙarfi da sauƙi cikin sauri da ɗorewa-rage farashin aiki, rage haɗuwa da hannu, da haɓaka inganci da aiki ta hanyar ƙira da aka haɓaka ta hanyar ƙirar ƙira, ta haka rage nauyin jirgin.Bugu da kari, fasahar masana'anta yumbura mai ƙari yana ba da ikon sarrafa juzu'i na ɓangarorin da aka gama don fasalulluka waɗanda ƙasa da microns 100.
Duk da haka, kalmar yumbu na iya haɗawa da kuskuren fahimta na brittleness.A haƙiƙa, yumbu da aka ƙera ƙari yana samar da haske, mafi kyawun sassa tare da ƙarfin tsari, ƙarfi, da juriya zuwa kewayon zafin jiki mai faɗi.Kamfanoni masu kallon gaba suna juyawa zuwa abubuwan kera yumbu, gami da nozzles da propellers, insulators na lantarki da ruwan injin turbine.
Misali, tsaftataccen alumina yana da tsayin daka, kuma yana da juriya mai ƙarfi da zafin jiki.Abubuwan da aka yi da alumina suma suna da kariya ta lantarki a yanayin zafi da aka saba a cikin tsarin sararin samaniya.
Tukwane na tushen zirconia na iya saduwa da aikace-aikace da yawa tare da matsananciyar buƙatun kayan aiki da matsanancin damuwa na inji, irin su ƙirar ƙarfe mai tsayi, bawuloli da bearings.Silicon nitride yumbura suna da ƙarfi mai ƙarfi, ƙarfi mai ƙarfi da kyakkyawan juriya na zafin zafi, da kuma juriya mai kyau na sinadarai ga lalata iri-iri na acid, alkalis da narkakken karafa.Ana amfani da siliki nitride don insulators, impellers, da eriya masu ƙarancin zafi mai zafi.
Haɗe-haɗe yumbu suna ba da kyawawan halaye da yawa.Silicon tushen tukwane da aka ƙara tare da alumina da zircon sun tabbatar da yin aiki da kyau wajen kera simintin gyare-gyaren kristal guda ɗaya don injin turbine.Wannan shi ne saboda ginshiƙin yumbu da aka yi da wannan kayan yana da ƙananan haɓakar thermal har zuwa 1,500 ° C, babban porosity, kyakkyawan ingancin saman da kuma mai kyau leachability.Buga waɗannan muryoyin na iya samar da ƙirar injin turbine waɗanda za su iya jure yanayin zafi mai girma da haɓaka aikin injin.
Sanannen abu ne cewa yin allura ko injin yumbu yana da matukar wahala, kuma injina yana ba da iyakance ga abubuwan da ake kera su.Siffofin kamar bangon bakin ciki suma suna da wahalar injin.
Koyaya, Lithoz yana amfani da masana'antar yumbu na tushen lithography (LCM) don ƙera madaidaitan abubuwan haɗin yumbu mai siffa 3D.
An fara daga ƙirar CAD, cikakkun bayanai dalla-dalla ana canja su ta hanyar lambobi zuwa firintar 3D.Sa'an nan kuma shafa foda na yumbu da aka tsara daidai a saman madaidaicin vat ɗin.Dandalin gini mai motsi yana nutsewa cikin laka sannan a zaɓe shi ga haske mai gani daga ƙasa.Hoton Layer yana samuwa ta na'urar micro-mirror dijital (DMD) tare da tsarin tsinkaya.Ta maimaita wannan tsari, za a iya samar da wani ɓangaren kore mai girma uku Layer ta Layer.Bayan thermal bayan jiyya, an cire mai ɗaure kuma an haɗa sassan kore-haɗe-haɗe ta hanyar dumama tsari na musamman-don samar da ɓangaren yumbu mai ɗorewa gaba ɗaya tare da kyawawan kaddarorin inji da ingancin saman.
Fasahar LCM tana ba da ingantaccen tsari, mai inganci da sauri don saka hannun jari na kayan aikin injin turbine - keɓance masana'anta masu tsada da wahala waɗanda ake buƙata don gyare-gyaren allura da ɓataccen simintin kakin zuma.
LCM kuma na iya cimma ƙira waɗanda ba za a iya cimma su ta wasu hanyoyin ba, yayin amfani da ƙarancin albarkatun ƙasa fiye da sauran hanyoyin.
Duk da babban yuwuwar kayan yumbura da fasahar LCM, har yanzu akwai tazara tsakanin masana'antun kayan aikin AM na asali (OEM) da masu zanen sararin samaniya.
Dalili ɗaya na iya zama juriya ga sabbin hanyoyin masana'antu a masana'antu tare da tsananin aminci da buƙatun inganci.Kera sararin samaniya yana buƙatar tabbatarwa da matakan cancanta da yawa, da kuma tsayayyen gwaji.
Wani cikas ya haɗa da imani cewa bugu na 3D ya fi dacewa kawai don yin samfuri cikin sauri na lokaci ɗaya, maimakon duk wani abu da za a iya amfani da shi a cikin iska.Bugu da ƙari, wannan rashin fahimta ne, kuma an tabbatar da abubuwan da aka buga na yumbura na 3D don amfani da su wajen samar da taro.
Misali shine kera ruwan turbine, inda tsarin yumbu na AM ke samar da nau'in kristal guda ɗaya (SX), da kuma ƙarfafawar kwatance (DS) da simintin simintin gyare-gyare (EX) manyan injin turbine.Cores tare da hadaddun tsarin reshe, ganuwar da yawa da gefuna da ke ƙasa da 200μm za a iya samar da su cikin sauri da tattalin arziƙi, kuma abubuwan ƙarshe suna da daidaiton daidaiton girman girman da kyakkyawan yanayin ƙasa.
Haɓaka sadarwa na iya haɗawa da masu zanen sararin samaniya da AM OEMs da cikakken amincewa da abubuwan yumbu waɗanda aka ƙera ta amfani da LCM da sauran fasahohi.Akwai fasaha da ƙwarewa.Yana buƙatar canza hanyar tunani daga AM don R&D da samfuri, kuma duba shi azaman hanyar gaba don manyan aikace-aikacen kasuwanci.
Baya ga ilimi, kamfanonin sararin samaniya kuma za su iya kashe lokaci a cikin ma'aikata, injiniyanci, da gwaji.Dole ne masu sana'a su san ka'idoji da hanyoyi daban-daban don kimanta yumbu, ba ƙarfe ba.Misali, madaidaitan madaidaitan ASTM na Lithoz guda biyu don yumbun tsarin sune ASTM C1161 don gwajin ƙarfi da ASTM C1421 don gwajin ƙarfi.Waɗannan ƙa'idodi sun shafi yumbu waɗanda aka samar ta kowace hanya.A cikin masana'antar ƙara yumbu, matakin bugu hanya ce ta ƙirƙira, kuma sassan suna fuskantar nau'in sintering iri ɗaya kamar yumbu na gargajiya.Saboda haka, microstructure na yumbu sassa zai zama kama da na al'ada machining.
Dangane da ci gaba da ci gaba da kayan aiki da fasaha, za mu iya amincewa da cewa masu zanen kaya za su sami ƙarin bayanai.Sabbin kayan yumbura za a haɓaka da kuma keɓance su bisa ga takamaiman buƙatun injiniya.Sassan da aka yi da yumbu na AM za su kammala aikin takaddun shaida don amfani a sararin samaniya.Kuma zai samar da ingantattun kayan aikin ƙira, kamar ingantattun software na ƙirar ƙira.
Ta hanyar haɗin gwiwa tare da ƙwararrun ƙwararrun fasaha na LCM, kamfanonin sararin samaniya za su iya gabatar da hanyoyin yumburan AM na ciki-gajarta lokaci, rage farashi, da ƙirƙirar dama don haɓaka mallakar fasaha na kamfani.Tare da hangen nesa da tsare-tsare na dogon lokaci, kamfanonin sararin samaniya waɗanda ke saka hannun jari a fasahar yumbu za su iya samun fa'ida mai mahimmanci a cikin duka kayan aikinsu a cikin shekaru goma masu zuwa da bayan haka.
Ta hanyar kafa haɗin gwiwa tare da AM Ceramics, masana'antun kayan aiki na asali na sararin samaniya za su samar da abubuwan da ba za a iya kwatanta su a baya ba.
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 zai yi magana game da matsalolin sadarwa yadda ya kamata a fa'idodin masana'anta yumbura a Expo Ceramics a Cleveland, Ohio a ranar 1 ga Satumba, 2021.
Ko da yake ci gaban tsarin jiragen sama na hypersonic ya wanzu shekaru da yawa, yanzu ya zama babban fifiko na tsaron ƙasa na Amurka, yana kawo wannan filin cikin yanayin girma da canji cikin sauri.A matsayin wani fanni na musamman na fannoni daban-daban, ƙalubalen shine a sami ƙwararrun ƙwararrun ƙwarewa don haɓaka ci gabansa.Koyaya, lokacin da babu isassun ƙwararrun masana, yana haifar da gibin ƙirƙira, kamar sanya ƙira don ƙira (DFM) a farkon lokacin R&D, sannan juya zuwa gaɓar masana'anta lokacin da ya yi latti don yin canje-canje masu tsada.
Ƙungiyoyin, irin su sabuwar ƙungiyar da aka kafa ta Jami'ar Alliance for Applied Hypersonics (UCAH), ta samar da wani muhimmin yanayi don haɓaka basirar da ake bukata don ciyar da filin gaba.Dalibai na iya aiki kai tsaye tare da masu binciken jami'a da ƙwararrun masana'antu don haɓaka fasaha da haɓaka bincike mai mahimmanci na hypersonic.
Kodayake UCAH da sauran haɗin gwiwar tsaro sun ba wa membobin izinin shiga ayyukan injiniya iri-iri, dole ne a ƙara yin aiki don haɓaka hazaka iri-iri da gogaggun, daga ƙira zuwa haɓaka kayan aiki da zaɓi zuwa taron masana'antu.
Don samar da ƙarin ƙima mai ɗorewa a fagen, haɗin gwiwar jami'a dole ne ya ba da fifikon haɓaka ma'aikata ta hanyar daidaitawa da buƙatun masana'antu, shigar da membobin cikin binciken da ya dace da masana'antu, da saka hannun jari a cikin shirin.
Lokacin canza fasahar hypersonic zuwa manyan ayyuka da za a iya samarwa, aikin injiniya da ke akwai da gibin fasaha na masana'antu shine babban kalubale.Idan binciken farko bai ƙetare wannan kwarin mutuwa mai suna ba — rata tsakanin R&D da masana'antu, da manyan ayyuka masu fa'ida sun gaza - to mun rasa mafita mai dacewa kuma mai yiwuwa.
Masana'antun masana'antu na Amurka na iya haɓaka saurin haɓaka, amma haɗarin faɗuwa a baya shine faɗaɗa girman ƙarfin ma'aikata don daidaitawa.Don haka dole ne gwamnati da ƙungiyoyin ci gaban jami'o'i su haɗa kai da masana'antun don aiwatar da waɗannan tsare-tsaren a aikace.
Masana'antar ta sami gibin gwaninta daga masana'antar masana'antu zuwa dakunan gwaje-gwajen injiniya - waɗannan gibin za su haɓaka ne kawai yayin da kasuwar hypersonic ke girma.Fasaha masu tasowa suna buƙatar ƙwararrun ma'aikata masu tasowa don faɗaɗa ilimi a fagen.
Ayyukan hypersonic ya ƙunshi sassa daban-daban na maɓalli daban-daban na kayan aiki da sassa daban-daban, kuma kowane yanki yana da nasa ƙalubale na fasaha.Suna buƙatar babban matakin cikakken ilimin, kuma idan ƙwarewar da ake buƙata ba ta wanzu, wannan na iya haifar da cikas ga ci gaba da samarwa.Idan ba mu da isassun mutanen da za su kula da aikin, ba zai yiwu a ci gaba da buƙatar samar da kayan aiki mai sauri ba.
Alal misali, muna buƙatar mutanen da za su iya gina samfurin ƙarshe.UCAH da sauran haɗin gwiwar suna da mahimmanci don haɓaka masana'anta na zamani da tabbatar da cewa an haɗa ɗaliban da ke sha'awar rawar masana'antu.Ta hanyar ƙoƙarce-ƙoƙarce na sadaukar da kai na haɓaka ma'aikata, masana'antar za su iya samun fa'ida mai fa'ida a cikin shirye-shiryen jirgin sama na hypersonic a cikin ƴan shekaru masu zuwa.
Ta hanyar kafa UCAH, Ma'aikatar Tsaro tana samar da damar yin amfani da hanyar da aka fi mayar da hankali don gina iyawa a wannan yanki.Dole ne dukkan membobin haɗin gwiwar su haɗa kai don horar da ƙwararrun ɗalibai ta yadda za mu iya ginawa da kuma ci gaba da gudanar da bincike tare da faɗaɗa shi don samar da sakamakon da ƙasarmu ke bukata.
Ƙungiyar NASA Advanced Composites Alliance da aka rufe yanzu misali ne na nasarar ƙoƙarin haɓaka ma'aikata.Tasirinsa shine sakamakon haɗakar aikin R&D tare da sha'awar masana'antu, wanda ke ba da damar haɓakawa don faɗaɗa cikin yanayin yanayin ci gaba.Shugabannin masana'antu sun yi aiki kai tsaye tare da NASA da jami'o'i kan ayyuka na tsawon shekaru biyu zuwa hudu.Duk membobin sun haɓaka ilimin ƙwararru da gogewa, sun koyi yin haɗin gwiwa a cikin yanayin da ba na gasa ba, kuma sun haɓaka ɗaliban koleji don haɓaka don haɓaka manyan 'yan wasan masana'antu a nan gaba.
Irin wannan ci gaban ƙarfin ma'aikata yana cike giɓi a cikin masana'antu kuma yana ba da dama ga ƙananan 'yan kasuwa don ƙirƙira da sauri da kuma rarraba fage don samun ci gaba mai dacewa ga tsare-tsaren tsaron ƙasa da tattalin arzikin Amurka.
Ƙungiyoyin jami'a ciki har da UCAH sune mahimman kadarori a cikin filin hypersonic da masana'antar tsaro.Ko da yake bincikensu ya inganta sabbin abubuwa masu tasowa, babbar darajarsu ta ta'allaka ne ga iyawarsu ta horar da ma'aikatanmu na gaba.Ƙungiyar yanzu tana buƙatar ba da fifikon saka hannun jari a irin waɗannan tsare-tsaren.Ta yin haka, za su iya taimakawa wajen haɓaka nasara na dogon lokaci na ƙirƙira hypersonic.
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.
Masu kera samfuran hadaddun, ingantattun kayan aikin injiniya (kamar kayan aikin jirgin sama) sun himmatu ga kamala kowane lokaci.Babu dakin motsa jiki.
Saboda samar da jiragen sama yana da matukar rikitarwa, dole ne masana'antun su sarrafa tsarin inganci a hankali, suna ba da kulawa sosai ga kowane mataki.Wannan yana buƙatar zurfin fahimtar yadda ake sarrafawa da daidaitawa ga samarwa mai ƙarfi, inganci, aminci, da al'amuran sarkar samar da kayayyaki yayin saduwa da ƙa'idodi.
Saboda dalilai da yawa suna shafar isar da kayayyaki masu inganci, yana da wahala a sarrafa sarƙaƙƙiya da canje-canjen umarni na samarwa akai-akai.Tsarin inganci dole ne ya kasance mai ƙarfi a kowane bangare na dubawa da ƙira, samarwa da gwaji.Godiya ga dabarun masana'antu 4.0 da mafita na masana'antu na zamani, waɗannan ƙalubalen ƙalubalen sun zama sauƙin sarrafawa da shawo kan su.
Hannun al'ada na samar da jiragen sama ya kasance akan kayan aiki.Tushen mafi yawan ingantattun matsalolin na iya zama karaya, lalata, gajiyar ƙarfe, ko wasu dalilai.Duk da haka, samar da jiragen sama na yau sun haɗa da na gaba, fasaha na fasaha masu amfani da kayan aiki masu juriya.Ƙirƙirar samfur tana amfani da ƙwararrun matakai da sarƙaƙƙiya da tsarin lantarki.Maganin sarrafa software na gaba ɗaya na iya daina iya magance matsaloli masu sarkakiya.
Za'a iya siyan sassa masu rikitarwa daga sarkar samar da kayayyaki na duniya, don haka dole ne a ba da ƙarin la'akari don haɗa su cikin tsarin taro.Rashin tabbas yana kawo sabbin ƙalubale don samar da ganuwa sarƙoƙi da gudanarwa mai inganci.Tabbatar da ingancin sassa da yawa da samfuran da aka gama suna buƙatar ingantattun hanyoyin ingantattun hanyoyin haɗin gwiwa.
Masana'antu 4.0 suna wakiltar ci gaban masana'antun masana'antu, kuma ana buƙatar ƙarin fasahohin ci gaba don biyan buƙatun inganci.Fasaha masu goyan bayan sun haɗa da Intanet na Masana'antu na Abubuwa (IIoT), zaren dijital, haɓakar gaskiya (AR), da ƙididdigar tsinkaya.
Ingancin 4.0 yana bayyana hanyar ingantaccen tsarin samar da bayanai wanda ya ƙunshi samfura, matakai, tsarawa, yarda da ƙa'idodi.An gina shi a maimakon maye gurbin hanyoyin ingancin gargajiya, ta amfani da yawancin sabbin fasahohi iri ɗaya kamar takwarorinsa na masana'antu, gami da koyon injin, na'urori masu alaƙa, ƙididdigar girgije, da tagwayen dijital don canza ayyukan ƙungiyar da kawar da yuwuwar samfura ko na'urori.Ana sa ran fitowar Quality 4.0 zai ƙara canza al'adun wurin aiki ta hanyar haɓaka dogaro ga bayanai da zurfin amfani da inganci a matsayin wani ɓangare na gabaɗayan hanyar ƙirƙirar samfur.
Kyakkyawan 4.0 yana haɗa abubuwan aiki da tabbatar da ingancin (QA) daga farkon zuwa matakin ƙira.Wannan ya haɗa da yadda ake ƙirƙira da ƙira samfuran.Sakamakon binciken masana'antu na baya-bayan nan ya nuna cewa yawancin kasuwanni ba su da tsarin canja wurin ƙira mai sarrafa kansa.Tsarin jagora yana barin sarari don kurakurai, ko kuskuren ciki ne ko ƙirar sadarwa da canje-canje ga sarkar samarwa.
Baya ga ƙira, Quality 4.0 kuma yana amfani da koyon injin-tsakiyar tsari don rage sharar gida, rage sake yin aiki, da haɓaka sigogin samarwa.Bugu da ƙari, yana kuma warware matsalolin aikin samfur bayan bayarwa, yana amfani da ra'ayoyin kan yanar gizo don sabunta software na samfur daga nesa, yana kiyaye gamsuwar abokin ciniki, kuma a ƙarshe yana tabbatar da maimaita kasuwanci.Yana zama abokin haɗin gwiwa na masana'antu 4.0.
Koyaya, ingancin ba kawai ya shafi hanyoyin haɗin masana'anta da aka zaɓa ba.Haɗuwa da Ingancin 4.0 na iya haifar da ingantacciyar hanya mai inganci a cikin ƙungiyoyin masana'antu, yana mai da ikon canza bayanai ya zama wani ɓangare na tunanin kamfani.Yarda da duk matakan kungiya yana ba da gudummawa ga samar da ingantaccen al'ada gabaɗaya.
Babu tsarin samarwa da zai iya gudana daidai a cikin 100% na lokaci.Canjin yanayi yana haifar da abubuwan da ba a zata ba waɗanda ke buƙatar gyara.Wadanda ke da kwarewa a cikin inganci sun fahimci cewa duk game da tsarin tafiya zuwa ga kamala ne.Ta yaya za ku tabbatar da cewa an shigar da inganci a cikin tsari don gano matsaloli da wuri-wuri?Me za ku yi idan kun sami lahani?Shin akwai wasu abubuwan da ke haifar da wannan matsala?Wadanne canje-canje za ku iya yi ga tsarin dubawa ko tsarin gwaji don hana wannan matsalar sake faruwa?
Kafa tunani cewa kowane tsarin samarwa yana da alaƙa da ingantaccen tsari mai alaƙa.Ka yi tunanin makomar gaba inda akwai dangantaka ɗaya zuwa ɗaya kuma koyaushe auna inganci.Komai abin da ya faru ba da gangan ba, ana iya samun cikakkiyar inganci.Kowace cibiyar aiki tana duba alamomi da maɓalli na ayyuka (KPIs) a kullum don gano wuraren da za a inganta kafin matsaloli su faru.
A cikin wannan tsarin rufaffiyar madauki, kowane tsari na samarwa yana da ƙima mai inganci, wanda ke ba da amsa don dakatar da tsari, ƙyale tsarin ya ci gaba, ko yin gyare-gyare na ainihi.Tsarin ba ya shafar gajiya ko kuskuren ɗan adam.Tsarin ingantaccen madauki wanda aka tsara don samar da jirgin sama yana da mahimmanci don cimma matakan inganci mafi girma, rage lokutan sake zagayowar, da tabbatar da bin ka'idojin AS9100.
Shekaru goma da suka gabata, ra'ayin mayar da hankali kan QA akan ƙirar samfuri, binciken kasuwa, masu kaya, sabis na samfur, ko wasu abubuwan da ke shafar gamsuwar abokin ciniki ba zai yiwu ba.An fahimci ƙirar samfur ta fito daga babbar hukuma;inganci shine game da aiwatar da waɗannan kayayyaki akan layin taro, ba tare da la'akari da gazawar su ba.
A yau, kamfanoni da yawa suna sake tunanin yadda ake yin kasuwanci.Halin da ake ciki a cikin 2018 na iya daina yiwuwa.Ƙarin masana'antun suna ƙara wayo da wayo.Ƙarin ilimi yana samuwa, wanda ke nufin mafi kyawun hankali don gina samfurin da ya dace a farkon lokaci, tare da inganci da aiki mafi girma.