Jinsi ya Kuchagua Kituo cha Mashine cha Mihimili 5 Sahihi kwa Sehemu za Anga
PFT, Shenzhen
Muhtasari
Kusudi: Kuanzisha mfumo wa uamuzi unaoweza kupatikana tena wa kuchagua vituo vya utengenezaji wa mhimili 5 vilivyowekwa kwa vipengee vya thamani ya juu vya angani. Mbinu: Muundo wa mbinu mchanganyiko unaojumuisha kumbukumbu za uzalishaji za 2020–2024 kutoka kwa mitambo minne ya anga ya Tier-1 (n = 2 847 000 saa za uchakataji), majaribio ya kukata kwenye Ti-6Al-4V na kuponi za Al-7075, na muundo wa uamuzi wa vigezo vingi (MCDM) unaochanganya uchanganuzi wa uzani wa TOPSIS. Matokeo: Nguvu ya spindle ≥ 45 kW, usahihi wa mchoro wa mhimili 5 kwa wakati mmoja ≤ ± 6 µm, na fidia ya hitilafu ya ujazo kulingana na fidia ya ujazo wa kifuatiliaji cha laser (LT-VEC) iliibuka kama vibashiri vitatu vikali vya upatanifu wa sehemu (R² = 0.82). Vituo vilivyo na majedwali ya kuinamisha aina ya uma vilipunguza muda wa kuweka upya usiozalisha kwa 31% ikilinganishwa na usanidi wa vichwa vya kuzunguka. Alama ya matumizi ya MCDM ≥ 0.78 inayohusiana na punguzo la 22% la kiwango cha chakavu. Hitimisho: Itifaki ya uteuzi wa hatua tatu—(1) uwekaji alama wa kiufundi, (2) cheo cha MCDM, (3) uthibitishaji wa majaribio—hutoa punguzo kubwa la kitakwimu katika gharama isiyo ya ubora huku ikidumisha utii wa AS9100 Rev D.
Kusudi: Kuanzisha mfumo wa uamuzi unaoweza kupatikana tena wa kuchagua vituo vya utengenezaji wa mhimili 5 vilivyowekwa kwa vipengee vya thamani ya juu vya angani. Mbinu: Muundo wa mbinu mchanganyiko unaojumuisha kumbukumbu za uzalishaji za 2020–2024 kutoka kwa mitambo minne ya anga ya Tier-1 (n = 2 847 000 saa za uchakataji), majaribio ya kukata kwenye Ti-6Al-4V na kuponi za Al-7075, na muundo wa uamuzi wa vigezo vingi (MCDM) unaochanganya uchanganuzi wa uzani wa TOPSIS. Matokeo: Nguvu ya spindle ≥ 45 kW, usahihi wa mchoro wa mhimili 5 kwa wakati mmoja ≤ ± 6 µm, na fidia ya hitilafu ya ujazo kulingana na fidia ya ujazo wa kifuatiliaji cha laser (LT-VEC) iliibuka kama vibashiri vitatu vikali vya upatanifu wa sehemu (R² = 0.82). Vituo vilivyo na majedwali ya kuinamisha aina ya uma vilipunguza muda wa kuweka upya usiozalisha kwa 31% ikilinganishwa na usanidi wa vichwa vya kuzunguka. Alama ya matumizi ya MCDM ≥ 0.78 inayohusiana na punguzo la 22% la kiwango cha chakavu. Hitimisho: Itifaki ya uteuzi wa hatua tatu—(1) uwekaji alama wa kiufundi, (2) cheo cha MCDM, (3) uthibitishaji wa majaribio—hutoa punguzo kubwa la kitakwimu katika gharama isiyo ya ubora huku ikidumisha utii wa AS9100 Rev D.
1 Utangulizi
Sekta ya anga ya kimataifa inatabiri kiwango cha ukuaji wa kila mwaka cha 3.4% katika uzalishaji wa fremu ya anga hadi 2030, na hivyo kuongeza mahitaji ya titani ya umbo halisi na vijenzi vya miundo ya alumini yenye ustahimilivu wa kijiometri chini ya 10 µm. Vituo vya utengenezaji wa mihimili mitano vimekuwa teknolojia inayoongoza, lakini kukosekana kwa itifaki ya uteuzi iliyosanifiwa kunasababisha 18-34% kutotumika vizuri na 9% wastani wa chakavu kwenye vituo vilivyochunguzwa. Utafiti huu unashughulikia pengo la maarifa kwa kurasimisha lengo, vigezo vinavyotokana na data kwa maamuzi ya ununuzi wa mashine.
Sekta ya anga ya kimataifa inatabiri kiwango cha ukuaji wa kila mwaka cha 3.4% katika uzalishaji wa fremu ya anga hadi 2030, na hivyo kuongeza mahitaji ya titani ya umbo halisi na vijenzi vya miundo ya alumini yenye ustahimilivu wa kijiometri chini ya 10 µm. Vituo vya utengenezaji wa mihimili mitano vimekuwa teknolojia inayoongoza, lakini kukosekana kwa itifaki ya uteuzi iliyosanifiwa kunasababisha 18-34% kutotumika vizuri na 9% wastani wa chakavu kwenye vituo vilivyochunguzwa. Utafiti huu unashughulikia pengo la maarifa kwa kurasimisha lengo, vigezo vinavyotokana na data kwa maamuzi ya ununuzi wa mashine.
2 Mbinu
2.1 Muhtasari wa Muundo
Muundo wa maelezo ya mfuatano wa awamu tatu ulikubaliwa: (1) uchimbaji wa data unaorudiwa, (2) majaribio ya uchapaji yaliyodhibitiwa, (3) ujenzi na uthibitishaji wa MCDM.
Muundo wa maelezo ya mfuatano wa awamu tatu ulikubaliwa: (1) uchimbaji wa data unaorudiwa, (2) majaribio ya uchapaji yaliyodhibitiwa, (3) ujenzi na uthibitishaji wa MCDM.
2.2 Vyanzo vya Data
- Kumbukumbu za uzalishaji: Data ya MES kutoka kwa mitambo minne, isiyojulikana chini ya itifaki za ISO/IEC 27001.
- Majaribio ya kukata: 120 Ti-6Al-4V na 120 Al-7075 tupu za prismatic, 100 mm × 100 mm × 25 mm, zimetolewa kutoka kwa bechi moja ya kuyeyuka ili kupunguza utofauti wa nyenzo.
- Orodha ya mashine: Vituo 18 vya mhimili 5 vinavyouzwa kibiashara (aina ya uma, kichwa kinachozunguka, na kinematics mseto) vilivyo na miaka ya ujenzi 2018–2023.
2.3 Usanidi wa Majaribio
Majaribio yote yalitumia zana zinazofanana za Sandvik Coromant (Ø20 mm trochoidal end mill, grade GC1740) na 7 % ya kipozezi cha mafuriko ya emulsion. Vigezo vya mchakato: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = jino la mm 0.15⁻¹; ae = 0.2D. Uadilifu wa uso ulibainishwa kupitia interferometry ya mwanga mweupe (Taylor Hobson CCI MP-HS).
Majaribio yote yalitumia zana zinazofanana za Sandvik Coromant (Ø20 mm trochoidal end mill, grade GC1740) na 7 % ya kipozezi cha mafuriko ya emulsion. Vigezo vya mchakato: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = jino la mm 0.15⁻¹; ae = 0.2D. Uadilifu wa uso ulibainishwa kupitia interferometry ya mwanga mweupe (Taylor Hobson CCI MP-HS).
2.4 Mfano wa MCDM
Vigezo vya uzani vilitolewa kutoka kwa Shannon entropy kutumika kwa kumbukumbu za uzalishaji (Jedwali 1). TOPSIS iliyoorodheshwa mbadala, iliyoidhinishwa na Monte-Carlo perturbation (marudio 10 000) ili kupima unyeti wa uzito.
Vigezo vya uzani vilitolewa kutoka kwa Shannon entropy kutumika kwa kumbukumbu za uzalishaji (Jedwali 1). TOPSIS iliyoorodheshwa mbadala, iliyoidhinishwa na Monte-Carlo perturbation (marudio 10 000) ili kupima unyeti wa uzito.
3 Matokeo na Uchambuzi
3.1 Viashiria Muhimu vya Utendaji (KPIs)
Kielelezo cha 1 kinaonyesha mipaka ya Pareto ya nguvu ya spindle dhidi ya usahihi wa contouring; mashine ndani ya roboduara ya juu-kushoto iliyofikiwa ≥ 98 % ya upatanifu wa sehemu. Jedwali la 2 linaripoti hesabu za urejeshaji: nguvu ya kusokota (β = 0.41, p <0.01), usahihi wa mchoro (β = -0.37, p <0.01), na upatikanaji wa LT-VEC (β = 0.28, p <0.05).
Kielelezo cha 1 kinaonyesha mipaka ya Pareto ya nguvu ya spindle dhidi ya usahihi wa contouring; mashine ndani ya roboduara ya juu-kushoto iliyofikiwa ≥ 98 % ya upatanifu wa sehemu. Jedwali la 2 linaripoti hesabu za urejeshaji: nguvu ya kusokota (β = 0.41, p <0.01), usahihi wa mchoro (β = -0.37, p <0.01), na upatikanaji wa LT-VEC (β = 0.28, p <0.05).
3.2 Ulinganisho wa Usanidi
Majedwali ya kutega ya aina ya uma yalipunguza wastani wa muda wa uchakataji kwa kila kipengele kutoka dakika 3.2 hadi dakika 2.2 (95 % CI: 0.8–1.2 min) huku ikidumisha hitilafu ya fomu <8 µm (Mchoro 2). Mashine zinazozunguka zilionyesha mwendo wa joto wa 11 µm zaidi ya saa 4 za operesheni inayoendelea isipokuwa ikiwa na fidia inayoendelea ya joto.
Majedwali ya kutega ya aina ya uma yalipunguza wastani wa muda wa uchakataji kwa kila kipengele kutoka dakika 3.2 hadi dakika 2.2 (95 % CI: 0.8–1.2 min) huku ikidumisha hitilafu ya fomu <8 µm (Mchoro 2). Mashine zinazozunguka zilionyesha mwendo wa joto wa 11 µm zaidi ya saa 4 za operesheni inayoendelea isipokuwa ikiwa na fidia inayoendelea ya joto.
3.3 Matokeo ya MCDM
Vituo vilivyopata alama ≥ 0.78 kwenye faharasa ya matumizi ya mchanganyiko vilionyesha upungufu wa 22% wa chakavu (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Uchanganuzi wa unyeti ulibaini mabadiliko ya ± 5% katika viwango vilivyobadilishwa vya uzito wa spindle kwa 11% pekee ya mbadala, kuthibitisha uimara wa modeli.
Vituo vilivyopata alama ≥ 0.78 kwenye faharasa ya matumizi ya mchanganyiko vilionyesha upungufu wa 22% wa chakavu (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Uchanganuzi wa unyeti ulibaini mabadiliko ya ± 5% katika viwango vilivyobadilishwa vya uzito wa spindle kwa 11% pekee ya mbadala, kuthibitisha uimara wa modeli.
4 Mazungumzo
Utawala wa nguvu za spindle hulingana na ukali wa torati ya juu ya aloi za titani, kuthibitisha uundaji wa msingi wa nishati wa Ezugwu (2022, p. 45). Thamani iliyoongezwa ya LT-VEC inaonyesha mabadiliko ya tasnia ya anga kuelekea utengenezaji wa "mara ya kwanza" chini ya AS9100 Rev D. Mapungufu yanajumuisha mtazamo wa utafiti kwenye sehemu za prismatic; jiometri za blade ya turbine-ukuta nyembamba zinaweza kusisitiza masuala ya utiifu yanayobadilika ambayo hayajanaswa humu. Kwa kweli, timu za ununuzi zinapaswa kutanguliza itifaki ya hatua tatu: (1) chujio wagombea kupitia viwango vya juu vya KPI, (2) watumie MCDM, (3) waidhinishe kwa majaribio ya sehemu 50.
5 Hitimisho
Itifaki iliyoidhinishwa kitakwimu inayojumuisha uwekaji alama wa KPI, MCDM yenye uzani wa entropy, na uthibitishaji unaoendeshwa na majaribio huwezesha watengenezaji wa anga kuchagua vituo vya utengenezaji wa mhimili 5 ambavyo vinapunguza chakavu kwa ≥ 20% wakati vinakidhi mahitaji ya AS9100 Rev D. Kazi ya baadaye inapaswa kupanua mkusanyiko wa data ili kujumuisha vipengele vya CFRP na Inconel 718 na kujumuisha miundo ya gharama ya mzunguko wa maisha.
Itifaki iliyoidhinishwa kitakwimu inayojumuisha uwekaji alama wa KPI, MCDM yenye uzani wa entropy, na uthibitishaji unaoendeshwa na majaribio huwezesha watengenezaji wa anga kuchagua vituo vya utengenezaji wa mhimili 5 ambavyo vinapunguza chakavu kwa ≥ 20% wakati vinakidhi mahitaji ya AS9100 Rev D. Kazi ya baadaye inapaswa kupanua mkusanyiko wa data ili kujumuisha vipengele vya CFRP na Inconel 718 na kujumuisha miundo ya gharama ya mzunguko wa maisha.
Muda wa kutuma: Jul-19-2025
