تعمل القوالب الدقيقة على تمكين البحث والتطوير لمكونات الطيران

ومع التقدم المتسارع في المشاريع مثل-الطائرات الكبيرة والطائرات المدنية بدون طيار والمركبات الكهربائية العمودية، قوالب تشكيل مركبة دقيقةبمثابة الأدوات الأساسية لتطوير المكونات المركبة. فهي تحدد بشكل مباشر دقة أبعاد العينات وعيوب المسامية الداخلية وتوافق التجميع، وقد أصبحت عنق الزجاجة الحرج لمركبات الفضاء الجوي التي تنتقل من البحث والتطوير المعتمد على المختبر- إلى شهادة صلاحية الطيران والإنتاج التجريبي على دفعات صغيرة-. حققت شركات القوالب المحلية اختراقات مستمرة في أدوات الأوتوكلاف، وقوالب الدقة RTM من فئة الطيران والفضاء، وقوالب Invar منخفضة التمدد -، وأدوات ألياف الكربون-. تعمل هذه التطورات على تقصير دورة البحث والتطوير للمكونات المركبة للطيران، وتقليل تكاليف التجربة-والخطأ وتسريع توطين السلسلة الصناعية المركبة الفضائية.

I. أبعاد العملية

1. المكونات المركبة الفضائيةتخضع لمتطلبات الوصول الصارمة لصلاحية الطيران، مما يفرض معايير إلزامية صارمة على المؤشرات الأساسية بما في ذلك تشكيل تفاوتات الأبعاد، وضيق فراغ التجويف، و-درجة حرارة المجال الكاملة-، وتوحيد المجال ومسامية المكونات. بدعم من مجموعة كاملة من مقاييس العملية الرقمية والدقيقة-، تم إنشاء نظام بحث وتطوير-و-تصنيع لقوالب المركبات الفضائية التي تتميز "بالدقة العالية والعيوب المنخفضة والقدرة التكرارية والإنتاج الضخم المستقر". إنه يحسن بشكل شامل كفاءة التطوير واستقرار جودة المكونات المركبة.

2.الحكم المسبق على العمليات من خلال محاكاة CAE:في مرحلة تصميم القالب-، يتم تقديم تحليلات المحاكاة التي تغطي تشوه المعالجة والاقتران الحراري-الميكانيكي وتوزيع درجة الحرارة-المجالي للتنبؤ بالعيوب المحتملة أثناء التشكيل المركب، مثل التزييف والتدرجات الحرارية غير المتساوية وتدفق الراتنج غير الطبيعي. تم تقليل التجارب المادية-و-تشكيل الأخطاء، مما أدى إلى تقصير دورة البحث والتطوير للمكونات بنسبة تزيد عن 30% وخفض تكاليف التطوير بشكل كبير لعمليات التشغيل التجريبية.

3.خمسة-ربط محوري عالي السرعة-عملية تصنيع ميكانيكية:من خلال استخدام -إعداد واحد متكامل وخمسة-معالجة بالآلات، يتم تنفيذ عملية طحن دقيقة للتجاويف الكبيرة- ذات الأسطح المنحنية المعقدة. تم التخلص تمامًا من أخطاء تحديد المواقع التراكمية الناجمة عن إعادة التثبيت المتكرر، مما يلبي بدقة متطلبات التشكيل لملفات الديناميكية الهوائية المعقدة والأسطح المنحنية عالية الدقة - لمكونات الفضاء الجوي.

4.عملية فحص الحلقة المغلقة- التي تجمع بين المسح ثلاثي الأبعاد وآلات قياس الإحداثيات (CMM):تم إنشاء-دقة عملية كاملة-حلقة مغلقة للفحص. عند اكتمال القالب، يتم إجراء التحقق من دقة الأبعاد الكاملة- باستخدام المسح ثلاثي الأبعاد- ومعدات CMM. بعد إجراء عملية صب تجريبية،-يتم إجراء المسح الهندسي العكسي والنمذجة على الأجزاء المركبة. يتم تعديل معلمات التجويف وفقًا للبيانات المتعلقة بمعالجة الانكماش والتشوه، وتحقيق تحسين كامل للحلقة-المغلقة-"تصميم-التصنيع الآلي-الفحص-التعويض". هذه عملية لا غنى عنها للبحث والتطوير المتوافق للمكونات المركبة الفضائية.

5. عملية تجميع الوحدات -المدخلة:بالنسبة لقوالب المكونات من نوع-لوحة الفضاء الجوي الكبيرة جدًا-، يتم اعتماد الهياكل المركبة المعيارية المجمعة والمدخلة المجزأة. يعالج هذا بشكل فعال-التحديات طويلة الأمد التي تواجهها الصناعة فيما يتعلق بالقوالب الكبيرة المتجانسة، مثل التصنيع الصعب والضغط العالي الناتج عن الحرارة المتبقية-والتعرض للتشوه. عندما تتطلب هياكل المكونات التكرار والتحسين، فإن المدخلات المحلية فقط هي التي تحتاج إلى الاستبدال بدلاً من إعادة تصنيع القالب بالكامل. يتكيف الحل جيدًا مع-تكرارات البحث والتطوير عالية التردد لمنتجات الطيران ويقلل من تكاليف التعديل.

ثانيا. الأبعاد الفنية

(1) تكرار تكنولوجيا المواد الأساسية العفن

دقة التشكيل واستقرارهالمكونات المركبة الفضائيةتعتمد بشكل كبير على أداء-المواد الأساسية ذات القالب عالي الجودة. من خلال الترقيات المستمرة في تكنولوجيا أدوات الطيران المحلية، حققت ركائز القالب تحسينات متميزة ومحلية وعالية الأداء-تستهدف التحديات الرئيسية مثل تشوه المعالجة المركبة وانحراف الأبعاد والتحكم في التكلفة. تم تشكيل نظام اختيار الركيزة- الذي يتوافق مع سيناريوهات البحث والتطوير والإنتاج الضخم- المتنوعة.

الركيزة سبيكة Invar:ويتطابق معامل التمدد الحراري الخاص بها بشكل وثيق مع معامل -مركبات ألياف الكربون، مما يعوض انحرافات التشوه الناتجة عن المعالجة المركبة إلى أقصى حد. إنه بمثابة مادة الأدوات الأساسية القياسية للإنتاج الضخم -للحمولة الأولية-التي تحمل مكونات الفضاء الجوي. لقد تم تحقيق اختراقات محلية فيما يتعلق بمواد Invar الفارغة، مما أدى إلى كسر الاحتكارات الخارجية.

الركيزة قالب الراتنج من ألياف الكربون BMI:إنها توفر مزايا مزدوجة للأدوات خفيفة الوزن وخصائص التمدد الحراري المتوافقة بشكل جيد، مما يخفف بشكل فعال من التشوه العام أثناء تشكيل الأجزاء كبيرة الحجم. مناسب بشكل خاص للبحث والتطوير والتصنيع التجريبي للمكونات المركبة الفضائية الكبيرة جدًا وعالية الانحناء، فهو يوازن بين دقة التشكيل والقدرة على التكيف مع الأدوات ويصنف بين الركائز المفضلة لتصنيع الأجزاء المركبة الفضائية واسعة النطاق.

الأدوات الفولاذية الهجينة Invar-:يعد الحل الرئيسي الذي يتم نشره حاليًا لمشروعات البحث والتطوير الخاصة بمركبات الطيران المحلية، ويتميز بهيكل مركب يجمع بين -ألواح وجه Invar المشكلة بدقة و-ألواح خلفية فولاذية عالية القوة-. يحقق هذا التصميم التوازن الأمثل بين دقة التشكيل وصلابة الأدوات وتكاليف التصنيع. تضمن صفائح الوجه Invar دقة المطابقة الحرارية- للتشكيل المركب، بينما تعمل الألواح الفولاذية الخلفية- على تحسين صلابة القالب بشكل عام وتقليل تكاليف استهلاك المواد. وهو يناسب معظم سيناريوهات الإنتاج -التجاربية الصغيرة- الخاصة بالبحث والتطوير والمحامل الثانوية الفضائية الجوية والمكونات الهيكلية الرئيسية.

(2) نظام البحث والتطوير الرقمي الكامل للعمليات

بفضل تمكين التكنولوجيا الرقمية-المتعمقة-، أنشأت الصناعة نظامًا كاملاً-لعملية مغلقة-للبحث والتطوير يعمل على تحقيق اتصال البيانات -إلى-النهاية والتحسين الذكي بدءًا من التصميم وحتى التحقق.

يغطي النظام الكاملتحليل القابلية للتشكيل DFM (التصميم من أجل التصنيع) للمكونات، والتصميم الهيكلي للقوالب الدقيقة، ومحاكاة المعالجة المركبة، والتصنيع الدقيق بخمسة-محاور، والفحص الكامل-ثلاثي الأبعاد والتجربة-التحقق من القوالب وتحسينها. تحدد تقنية المحاكاة الافتراضية- عيوب التشكيل والانحرافات الهيكلية والتدفق غير الطبيعي للراتنج وغيرها من المشكلات مقدمًا، لتحل محل التجربة الفيزيائية التقليدية-والخطأ-وتقلل بشكل كبير من تكرارات النموذج الأولي ودورات البحث والتطوير. وعلى هذا الأساس، يتم تطبيق تقنية-التوأم الرقمي. تقوم مستشعرات درجة الحرارة والضغط العالية الدقة المثبتة على القوالب بجمع بيانات الحالة-الزمنية الحقيقية-التي يتم إدخالها في أنظمة المحاكاة. تعمل بيانات التشكيل التجريبية الفعلية-بشكل متكرر على تحسين تصميمات الهيكل-التحكم في درجة الحرارة والإغلاق-. دورة إيجابية"المحاكاة الافتراضية - المعالجة الفيزيائية - ردود الفعل على البيانات - التحسين المستمر"تم تصنيعها، ورفع دقة التصميم بشكل شامل وتشكيل الاستقرار لقوالب المركبات الفضائية.