Вопросы качества для аэрокосмической промышленности

Производители, работающие с заказчиками из аэрокосмической отрасли, знают, что детали, производимые для аэрокосмической отрасли, должны соответствовать строгим функциональным и нормативным требованиям. Детали для аэрокосмической отрасли не только имеют тенденцию быть более специализированными, чем детали, созданные для применения в других отраслях; они также с большей вероятностью будут критически важными, а это означает, что отказ может привести к потере оборудования и потенциальному вреду для операторов, пассажиров или прохожих.

Инженеры должны гарантировать, что каждая произведенная деталь будет работать стабильно и надежно в соответствии с требованиями приложения, что требует, чтобы компоненты соответствовали строгим стандартам, испытаниям и проверкам, чтобы проверить надлежащую функциональность и обеспечить приоритет безопасности.

Аэрокосмические проекты, как правило, имеют более высокие бюджеты и более длительные циклы разработки, что обычно означает, что для обеспечения окончательного успеха проекта требуется больше начального планирования. В этой статье будут освещены некоторые ключевые вопросы проектирования и проектирования деталей для аэрокосмической отрасли, с которыми, вероятно, столкнутся разработчики продуктов.

Нормативные требования и требования сертификации поставщиков

Из-за множества международных, федеральных и отраслевых норм, определяющих порядок изготовления деталей, аэрокосмические компании обычно работают исключительно с поставщиками и производителями, имеющими соответствующие сертификаты.

Одним из наиболее широко используемых стандартов управления качеством в аэрокосмической отрасли является AS9100, который содержит универсальные определения и требования к управлению качеством производителей, разрабатывающих, производящих и проверяющих детали для аэрокосмической отрасли. На протяжении многих лет стандарт претерпевал несколько версий, последней из которых была версия ASD9100D, выпущенная в 2016 году.

Производители, демонстрирующие соответствие требованиям ASD9100D, могут также продемонстрировать соответствие более широкому стандарту ISO 9001 (который полностью содержится в системе управления качеством AS9100). Производителям также необходимо рассмотреть возможность сертификации ASA-100, стандарта, соответствующего Консультативному циркуляру FAA 00-56, который обеспечивает стандартизированную систему качества для дистрибьюторов запчастей для гражданских самолетов.

Функциональные требования

Детали для аэрокосмической отрасли требуют уникального сочетания свойств. Многие компоненты должны быть чрезвычайно прочными и жесткими — характеристики, часто связанные с более твердыми и тяжелыми материалами. Тем не менее, снижение веса везде, где это возможно, имеет решающее значение почти для всех применений в аэрокосмическом производстве, что также может позволить группам разработчиков разрабатывать детали с уникальной или сложной геометрией. Обычно производители проводят итерации проектирования, разработки и тестирования, чтобы убедиться, что деталь будет функционировать должным образом, удовлетворяя всем функциональным требованиям, а также оптимизируя ее, чтобы максимально уменьшить ее вес без ущерба для производительности.

Методы аддитивного производства дают здесь значительное преимущество, поскольку они позволяют производить детали с использованием минимального количества материала, необходимого для удовлетворения функциональных требований компонента.

Материалы

Потребность в деталях, которые были бы жесткими и прочными, но гибкими и легкими, привела к производству аэрокосмических компонентов из таких материалов, как титан, вольфрам и углеродное волокно. Однако многие из этих экзотических материалов реагируют, когда сталкиваются друг с другом, что может привести к гальванической коррозии или различиям между коэффициентами теплового расширения. Методы аддитивного производства снова предлагают уникальную альтернативу, поскольку подавляющее большинство материалов, используемых в этих процессах, нереакционноспособны и обеспечивают широкий диапазон свойств материала при более низкой плотности, чем вышеупомянутые материалы.

На протяжении десятилетий углеродное волокно рассматривалось как опасный материал для использования в аэрокосмической отрасли из-за его несовместимости с некоторыми металлами, анизотропных свойств и уникальных способов производства. По мере развития средств производства и расширения возможностей использования высокооптимизированных геометрий и свойств материалов использование углеродного волокна в аэрокосмической промышленности значительно расширилось.

Сегодня углеродное волокно обычно используется во многих аэрокосмических приложениях. Точно так же технология, используемая в аддитивном производстве, за последние несколько лет изменилась настолько радикально, что теперь существует гораздо меньше ограничений по материалам для деталей, которые могут быть изготовлены с помощью аддитивных средств.

Детали, изготовленные аддитивным способом, следуют той же траектории в аэрокосмических приложениях, что позволяет инженерам контролировать и оптимизировать геометрию компонентов, как никогда раньше. В дополнение к снижению веса компонентов зрелость технологии аддитивного производства и управления процессом позволила инженерам оптимизировать свойства компонентов, такие как жесткость и прочность, с точностью традиционных методов производства.

Это резко увеличивает количество вариантов использования аддитивных деталей в аэрокосмической отрасли с каждым годом, и поэтому все чаще можно увидеть, что аддитивно изготовленные детали выполняют роль компонентов, которые когда-то традиционно производились в аэрокосмической промышленности.

Критерии тестирования

Хотя все детали необходимо тестировать, чтобы убедиться в их надлежащем функционировании, это особенно важно для аэрокосмических приложений, поскольку многие компоненты являются критически важными. Для многих из этих деталей требуются определенные механические свойства, и они являются ключевыми для обеспечения безопасности, поэтому командам, занимающимся производством продукции, целесообразно заранее и подробно определить критерии тестирования — до начала испытаний. Знание того, как выглядит успех, дает инженерам четкие ориентиры и позволяет дизайнерам эффективно совершенствовать конструкцию детали в соответствии с этой целью.

Снижение рисков

Клиенты из аэрокосмической отрасли также, вероятно, захотят ознакомиться с оценками рисков. Из-за большого количества критически важных деталей, используемых в аэрокосмической отрасли, крайне важно, чтобы группы разработчиков были уверены, что их детали надежны и практически не представляют риска для здоровья и безопасности человека.

Используя четко определенные методологии анализа рисков, такие как анализ видов и последствий отказов (FMEA), инженеры могут определить различные способы, при которых деталь может выйти из строя, а также последствия, связанные с этими отказами, чтобы группы разработчиков продукта могли заранее снижать риски. Это помогает командам определить затраты, которые они готовы понести, чтобы гарантировать, что определенные сбои никогда не произойдут, что, в свою очередь, может привести к дальнейшим изменениям конструкции или созданию избыточных систем для смягчения их последствий.

Добавка для аэрокосмической промышленности

Хотя аддитивное производство не будет лучшим вариантом для каждого приложения, технология развивалась и совершенствовалась таким образом, что число потенциальных приложений в аэрокосмической отрасли увеличивается с каждым годом. Во многих случаях аддитивное производство позволяет целенаправленно изготавливать определенные или сложные детали для выполнения строгих требований аэрокосмической отрасли.

Некоторые важные детали, очевидно, лучше подходят для других методов производства, но скорость и гибкость аддитивных технологий представляют собой все более экономичный вариант. В конечном счете, инженеры и группы разработчиков продукции должны инвестировать в надежную подготовку перед началом производства, чтобы гарантировать, что их аэрокосмические детали соответствуют всем необходимым функциональным и нормативным требованиям, изготовлены из идеальных материалов и разработаны с учетом снижения рисков.

В Fast Radius мы преуспеваем в том, что превосходим ожидания, и у нас есть все возможности, чтобы помочь командам разработчиков разобраться во многих аспектах любого проекта по разработке продукта. Мы увлеченная команда дизайнеров и инженеров, стремящихся установить долгосрочные деловые партнерские отношения, которые расширят границы возможного благодаря современному производству. Наши заказчики из аэрокосмической отрасли ставят перед нами более высокую планку не только в отношении производства, но и в плане проектирования и технических консультаций. Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать.

Посетите наш информационный центр, чтобы узнать больше о том, как аддитивное производство может быть использовано для более эффективного производства, что нужно знать о печати металлических деталей, материалах, которые используются в аэрокосмическом производстве, и многом другом.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату