ساخت قطعات پلاستیکی در هوافضا

چگونه در ساخت قطعات پلاستیکی هوافضا به دقت دست یابیم؟

طراحی و ساخت قطعات پلاستیکی هواپیما یا فضاپیما مستلزم دقت بالایی است. به عبارت دیگر، جایی برای اشتباه وجود ندارد. به همین دلیل یادگیری نحوه دستیابی به دقت در قطعات هوافضا بسیار مهم است. در این مطالب، خواهیم دانست که چه چیزی ماشینکاری هوافضا را متفاوت می‌کند، با چه چالش‌هایی ممکن است روبرو شود و یا چگونه هر قطعه را تا حد امکان دقیق بسازیم؟

اهمیت دقت در صنعت هوافضا

در هوافضا، هر قطعه باید بسیار دقیق ساخته شود. حتی یک اشتباه کوچک می‌تواند خطرناک باشد یا هزینه زیادی داشته باشد. همچنین باید از قوانین سختگیرانه‌ای برای اندازه، شکل و استحکام پیروی کرد. به همین دلیل است که از تجهیزات پیشرفته برای ساخت قطعات به روش ماشینکاری CNC صحیح و سریع استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از CNC برای قطعات هوافضا

استفاده از CNC در ساخت قطعات هوافضا بدون شک دارای مزایای متعددی است.

1.CNC  به ساخت قطعات هوافضای قوی اما سبک وزن با استفاده از موادی مانند آلومینیوم و تیتانیوم کمک می‌کند. این مواد ضمن حفظ دوام قطعات، باعث بهبود راندمان و عملکرد سوخت نیز می‌شوند.

2. ماشین آلات CNC بسیار دقیق هستند، خطاها را کاهش داده و تضمین می‌کنند که قطعات دقیقا مطابق با مشخصات باشند. این اتوماسیون همچنین اشتباهات انسانی را به حداقل می‌رساند. بنابراین قطعات نهایی ایمن‌تر و قابل اعتمادتر هستند.

3. CNC همچنین دقت مورد نیاز برای قطعات هوافضا را فراهم می‌کند. این روش به تلرانس‌های دقیقی دست یافته و عملکرد خوب قطعات را در شرایط سخت مانند موتورها و سازه‌های هواپیما تضمین می‌کند.

4. برای ساخت یک قطعه یا هزاران قطعه، CNC تضمین می‌کند که هر قطعه با دقت بالا و یکسانی ساخته شود. این ثبات برای حفظ کیفیت و رعایت استانداردهای سختگیرانه هوافضا بسیار مهم است.

5. ماشین آلات CNC به طور مداوم کار می‌کنند. با این حال، سرعت تولید را افزایش داده و ضایعات را کاهش می‌دهند. این کارایی باعث صرفه‌ جویی در زمان و هزینه؛ به ویژه هنگام استفاده از مواد گران‌ قیمت خواهد شد.

6. CNC با عملکرد خودکار و کاهش خطاها، هزینه‌های نیروی کار را به حداقل می‌رساند.

7. CNC می‌تواند اشکال پیچیده‌ای را ایجاد کند که با استفاده از روش‌های سنتی دشوار است. این قابلیت به برآورده کردن الزامات طراحی دقیق برای سیستم‌های پیشرفته هوافضا کمک می‌کند.

8. عملکرد CNC سریع‌تر از روش‌های سنتی است و امکان تولید و نمونه ‌سازی را در کوتاه ترین زمان فراهم می‌کند. این امر سرعت توسعه را افزایش داده و به عرضه سریع‌تر طرح‌های جدید به بازار کمک می‌کند.

چالش‌های موجود در ساخت قطعات پلاستیکی هوافضا

ساخت قطعات هوافضا کار آسانی نیست، بنابراین ممکن است با برخی چالش‌ها روبرو شود.

1. عملکرد در شرایط سخت: برای ساخت قطعات هوافضا اغلب به مکان‌هایی با گرما، فشار و سرعت بالا نیاز است. به همین دلیل باید از مواد محکمی مانند تیتانیوم و سوپرآلیاژهای پایه نیکل استفاده شود. اما CNC این مواد دشوار است زیرا به سرعت ابزار را فرسوده می‌کنند. برای حل این مشکل، می‌توان از تکنیک‌هایی مانند ماشینکاری پرسرعت و کنترل تطبیقی ​​استفاده کرد. این تکنیک‌ها به تولیدکنندگان کمک می‌کنند تا با دقت بیشتر دوام قطعات را افزایش دهند.

2. پیچیدگی مواد و کنترل تلرانس در سطح میکرون: در ماشینکاری هوافضا، باید تلرانس‌های بسیار دقیقی در سطح میکرون را رعایت کرد. حتی اشتباهات کوچک می‌توانند بر نحوه عملکرد قطعه تاثیر گذاشته یا ایمنی را به خطر بیندازند. برای انجام صحیح این کار، از ماشین آلات پیشرفته‌ای مانند دستگاه‌های CNC چند محوره و ابزارهای اندازه ‌گیری دقیق استفاده می‌شود. همچنین اگر با کنترل دما و رطوبت، فضای کاری را پایدار نگه دارید، به شما کمک می‌کند تا قطعات شما اندازه و شکل مناسبی داشته باشند.

عوامل کلیدی برای دستیابی به دقت در بخش هوافضا

حال، بیایید درمورد چگونگی دستیابی به دقت در قطعات هوافضا با در نظر گرفتن چند عامل صحبت کنیم.

1. انتخاب مواد: برای دستیابی به دقت، باید موادی را انتخاب کرد که خواص ثابت و قابل اعتمادی ارائه دهند. تولیدکننده باید اطمینان حاصل کند که مواد برای تلرانس‌های دقیق مناسب هستند و در حین پردازش تغییر شکل نمی‌دهند یا تاب برنمی‌دارند. قبل از شروع ماشینکاری یا ساخت، از روش‌های پیش‌ پردازش مانند تنش‌ زدایی یا آنیل کردن برای تثبیت ماده استفاده می‌شود. این مرحله به کاهش تنش‌های داخلی و بهبود دقت درطول تولید کمک می‌کند.

2. طراحی و مهندسی: طراحی قطعات هوافضا با یک پایه دیجیتالی محکم با استفاده از طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) به منظور ایجاد مدل‌های بسیار دقیق شروع می‌شود. این کار به طراحان امکان می‌دهد تا مشکلات احتمالی را زود شناسایی کرده و طرح خود را قبل از تولید اصلاح کنند. همچنین به کارگیری اصول طراحی برای قابلیت تولید (DFM) مهم است. با انجام این کار، طراح اطمینان حاصل خواهد کرد که قطعه نهایی نه تنها کاربردی است، بلکه تولید آن با دقت نیز عملی است.

3. فناوری‌های پیشرفته تولید: استفاده از فناوری‌های پیشرفته تولید، کلید دستیابی به دقت بالا است. تولیدکننده باید به تجهیزات پیشرفته‌ای مانند ماشین آلات CNC، سیستم‌های EDM یا برش ‌دهنده‌های لیزری که کنترل دقیق و تکرارپذیری را ارائه می‌دهند، تکیه کند. ادغام اتوماسیون و نظارت سریع در فرآیند می‌تواند ثبات را بیشتر بهبود بخشیده و به کاهش خطای انسانی کمک کند.

امروزه از تکنیک‌های پیشرفته و مهمی در ماشینکاری CNC هوافضا استفاده می‌شود همچون CNC 5 محوره (این تکنیک از ماشین آلاتی استفاده می‌کند که همزمان در پنج جهت مختلف حرکت می‌کنند. در این روش می‌توان بدون توقف برای تنظیم مجدد دستگاه، اشکال بسیار دقیقی ایجاد کرد. این کار همچنین باعث صرفه‌ جویی در زمان شده و قطعات دقیق‌تری تولید خواهد شد)، سنگ ‌زنی فوق ‌العاده دقیق (اگر به سطوح فوق‌ العاده صاف و اتصالات محکم نیاز باشد، این روش مناسب است. این روش برای قطعاتی که تحت فشار زیادی قرار می‌گیرند، عالی است)، ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) (این روش کمک می‌کند تا تولیدکننده فلزات بسیار سخت یا اشکال ریز را برش دهد. این روش با استفاده از جرقه‌های الکتریکی برای ذوب کردن مواد کار می‌کند. همچنین زمانی که به حفره‌های ریز یا اشکال داخلی خاص نیاز باشد، عالی است)، برش لیزری (لیزر بدون تماس با قطعه، طرح را سریع برش می‌دهد. این به این معنا است که آسیب حرارتی کمتری وجود دارد. هنگام کار با ورق‌های نازک یا مواد ظریف از آن استفاده می‌شود).

4. تولید افزایشی: در این تکنیک پیشرفته که به عنوان چاپ سه بعدی نیز شناخته می‌شود، به جای برش قطعه از یک بلوک، آن را لایه به لایه می‌سازد. این روش به طراح امکان می‌دهد اشکال سبک‌تر، قوی‌تر و پیچیده‌تری بسازد و مواد کمتری نیز هدر دهد.