Nan dènye ane yo, sektè ayewospasyal la - ki gen ladan avyon komèsyal ak militè, satelit, veso espasyèl, dron ak machin ayeryen san ekipe (UAV) - te sibi kèk gwo chanjman. Yon nimewo k ap grandi nan konpayi yo te rantre nan kous la espas, anpil nan yo ki mande teknoloji fabrikasyon inovatè.
Kontrèman, enpak restriksyon vwayaj pandemi ki te koze sou avyasyon komèsyal te mennen nan yon tyè gout nan to fabrikasyon avyon sivil yo.
An 2019, Ewòp se te youn nan lidè mondyal yo nan pwodiksyon avyon sivil ak elikoptè (ki gen ladan divès konpozan ak motè avyon), bay anviwon 400,000 djòb ak jenere 130 milya € nan revni. Pandan ke eksplorasyon ak defans espasyal yo pa afekte lajman pa pandemi New Crown, pwodiksyon ak fabrikasyon avyon sivil yo toujou nan faz rekiperasyon an.
Nan piblikasyon fevriye 2023 li a, Uncertainty in Commercial Aerospace, dirijan konsiltasyon ak rechèch konpayi McKinsey rapòte ke mond lan bezwen absòbe yon reta nan lòd yo bati 9,400 avyon pasaje (sitou avyon-kò etwat) nan fen 2027. Men, gen ensètitid. sou kwasans nan lavni nan transpò pasaje lè, chèn ekipman pou ak solidite nan mendèv la. Kòm yon rezilta, manifaktirè yo bezwen amelyore pwodiktivite ak fleksibilite yo jere rès la ak reponn a chanjman nan lavni nan demann.
Kapasite pwosesis lazè pou ogmante pwodiktivite epi kenbe pri ba yo ka jwe yon wòl kle nan pèmèt repons sa a nan endistri ayewospasyal la. Pwosesis lazè - nan fòm koupe, soude, piki peening ak operasyon perçage - te vin tounen yon pati entegral nan manifakti ayewospasyal.
Pou egzanp, lazè yo itilize pou fabrike volets zèl avyon, Fastener zèl, konpozan motè jè ak pati chèz, osi byen ke pou repare turbin, netwaye oswa retire penti abazde pati yo epi prepare sifas eleman pou plis pwosesis. Nan dènye ane yo, manifakti aditif lazè (AM) te vin de pli zan pli popilè tou nan sektè vòl aerospace. Anplis de sa, mache a vle amelyore trasabilite konpozan ayewospasyal, e ak sa, demann pou make lazè ap ogmante.
Lazè koupe ak soude
Koupe lazè se yon pwosesis rapid, pri-efikas ak egzak ki ka itilize pou satisfè egzijans fabrikasyon sektè ayewospasyal la.
Konpare ak pwosesis tradisyonèl yo, koupe lazè ofri presizyon segondè, mwens fatra materyèl, pi vit vitès pwosesis, pi ba pri ak mwens antretyen ekipman. Anplis de sa, pwodiktivite ka maksimize paske li pèmèt nenpòt chanjman ki nesesè nan pwosesis la dwe fè byen vit ak fasil.
Ka lazè a dwe itilize yo pwodwi pati zèl Fastener, pati aparèy, pati fen-efèktè, pati zouti, elatriye Li se egalman apwopriye pou ti pati, tankou garnitur lwil oliv grèf ak manifoul tib pilòt Titàn, osi byen ke pi gwo pati, tankou kòm kòn tiyo echapman. Li ka trete yon varyete de materyèl ayewospasyal, ki gen ladan aliminyòm, Hastelloy (nikèl ki te alyaj ak eleman tankou molybdène ak CHROMIUM), Inconel, Nitinol, Nitinol, Nerjaveèi, Tantal ak Titàn.
Soude lazè yo itilize tou nan ayewospasyal kòm yon altènativ a metòd tradisyonèl rantre, tankou lyezon adezif ak fixation mekanik. Pou egzanp, itilize nan soude lazè nan alyaj aliminyòm ki lejè ak fib kabòn ranfòse polymère (CFRP) nan fabrikasyon avyon yo de pli zan pli valè epi yo te itilize tout kote sa posib ranplase jwenti rivete. Teknoloji tankou soude balanse lazè te gen siksè tou nan koneksyon tank gaz, amelyore efikasite ak fòs koneksyon an, diminye rivork ak bay ekonomi pri enpòtan. Lòt siksè soude nan ayewospasyal gen ladan atache nwayo jete nan lam turbine nan kouvèti; epi kreye nouvo kalite zèl ki lejè ki ogmante kontwòl koule laminè, minimize trennen ak optimize efikasite gaz.
Avèk potansyèl pou ekonomi pri, rediksyon pwa eleman ak amelyore kalite soude konpare ak metòd tradisyonèl yo, plizyè manifaktirè nan mache a menm kounye a konsidere soude lazè pou pati avyon.
Netwayaj lazè
Manifaktirè yo nan sektè ayewospasyal yo sèvi ak netwayaj lazè pou retire kouch metal ak sifas konpoze yo pou preparasyon pou machinn, pou retire kouch oswa korozyon, epi pou retire penti abazde gwo pati oswa tout avyon anvan yo repentire.
Pandan pwosesis netwayaj la, limyè lazè a absòbe ak evapore pa kouch sifas metal la, sa ki lakòz ablasyon nan materyèl la sifas ki pa gen okenn efè sou kouch enteryè a epi pa gen okenn domaj kolateral tèmik nan eleman an. Kilowatt-klas lazè fib enpulsyonèl yo patikilyèman byen adapte pou netwayaj lazè rapid - yo ka netwaye yon pakèt materyèl, ki gen ladan seramik, konpoze, metal ak plastik, ak efikasite segondè ak presizyon.
Itilizasyon konpoze nan avyon te ogmante nan dènye ane yo, e konsa gen bezwen pou rantre metal yo nan konpoze. Nan manifakti ayewospasyal, adezif yo ka itilize pou rantre nan de materyèl sa yo diferan, epi yo nan lòd yo kreye yon kosyon fò, de sifas yo dwe ak anpil atansyon prepare pou pwosesis anvan yo aplike adezif la.
Netwayaj lazè se opsyon ideyal la paske li kreye yon efè sifas ki trè byen kontwole, repwodiktif ki kapab reyalize yon kosyon ki konsistan, previzib. Tradisyonèlman, sa a ta dwe akonpli nan teknik eksplozif destriktif oswa aplikasyon an nan plizyè pwodwi chimik. Sepandan, netwayaj lazè kounye a ofri yon apwòch yon sèl-etap ki pa sèlman pi efikas ak pwodiktif, men tou, gen yon enpak sou anviwònman ki pi ba anpil paske pa gen okenn pwodwi chimik toksik oswa materyèl eksplozif yo mande. Netwayaj lazè tou se pi dou sou pati pase metòd tradisyonèl yo.
Netwayaj lazè nan metal ak konpozan avyon konpoze se tou pi benefik pase pwodui chimik nidite oswa teknik eksplozif lè li rive pentire nidite. Pandan lavi li, yon avyon ka repentire 4-5 fwa, epi li ka pran yon semèn oswa plis pou retire penti abazde tout yon avyon lè l sèvi avèk teknik tradisyonèl yo. Kontrèman, netwayaj lazè ka diminye tan sa a a 3-4 jou, tou depann de gwosè avyon an, epi li tou bay travayè yo aksè pi fasil nan pati yo. Anplis de sa, lè yo itilize pou retire penti abazde olye ke pwodui chimik nidite oswa eksplozif, netwayaj lazè ka lakòz yon ekonomi enpòtan anpil - dè milye de liv pou chak avyon - paske dechè danjere yo redwi apeprè 90 pousan oswa plis epi kondisyon pou manyen materyèl yo redwi.
Lazè eksplozif / Lazè enpak peening
Estrès nan eleman metal yo ka mennen nan echèk fatig metal nan eleman avyon tankou lam fanatik nan motè jè, ki ka potansyèlman lakòz domaj oswa blesi. Sa a ka bese pa yon teknik ke yo rekonèt kòm peening lazè.
Nan pwosesis sa a, pulsasyon lazè yo dirije nan yon zòn ki gen gwo konsantrasyon estrès, ak chak batman kè limen yon ti eksplozyon plasma ant sifas eleman an ak yon kouch dlo flite sou tèt. Kouch dlo a limite eksplozyon an, ki lakòz onn chòk la antre nan eleman an epi jenere estrès rezidyèl konpresiv pandan zòn pwopagasyon li yo ap ogmante. Estrès sa yo kontrekare fann ak lòt fòm fatig metal. Lazè peening ka pwolonje lavi sèvis pati metal yo pa 10-15 fwa konpare ak pwosesis konvansyonèl yo.
Peening lazè ap itilize de pli zan pli nan endistri ayewospasyal la. Pou egzanp, LSP Technologies ak Airbus te devlope ansanm yon sistèm pòtab lazè peening ki te fèk teste ak evalye nan enstalasyon antretyen ak reparasyon Airbus nan Toulouse, Lafrans.
Sistèm peening lazè leyopa a pral pwolonje lavi fatig pa anpeche aparisyon ak ekspansyon fant ki te koze pa estrès vibrasyon siklik. Fleksibilite nan livrezon fib optik gwo bout bwa ak zouti koutim pèmèt sistèm nan lazè zòn difisil-a-rive nan avyon an. Dapre patnè yo, sistèm nan se yon zouti nan teknoloji peening lazè epi li pral avanse itilizasyon li yo, ki gen ladan pwolonje lavi a nan lam motè jè, pami lòt bagay.
US Navy Fleet Readiness Center East (FRCE) dènyèman te fini tou validasyon yon pwosesis ranfòsman enpak lazè ki te itilize avèk siksè sou avyon F-35B Lightning II a. FRCE te itilize pwosesis la pou ranfòse ankadreman F-35B Lightning II a san yo pa ajoute okenn materyèl oswa pwa adisyonèl ki ta ka limite kapasite pou pote gaz oswa zam li. Sa a ede pwolonje esperans lavi senkyèm jenerasyon avyon de gè a, vèsyon kout dekolaj ak aterisaj ki itilize pa US Marine Corps.
Lazè Perçage
Motè aero modèn yo gen apeprè 500,000 twou, apeprè 100 fwa kantite motè ki te bati nan ane 1980 yo. An menm tan an, manifaktirè avyon yo ap pwodwi pi plis ak plis lòt konpozan ki gen yon gwo kantite twou komanse fouye pou koneksyon rivete ak vise. Lazè perçage Se poutèt sa gen yon gwo potansyèl mache nan sektè ayewospasyal la paske li ofri yon pwosesis egzak, repete, vit ak pri-efikas.
Pou egzanp, nouvo sistèm lazè femtosecond ki gen gwo pouvwa ap devlope pou mikwo-perçage efikas ak egzak nan gwo panno HLFC (Hybrid Laminar Flow Control) ki pral monte sou zèl oswa ke estabilize. Panno sa yo tire lè nan ti twou, kidonk diminye friksyon trennen ak bese konsomasyon gaz.
Imaj Lazè yo de pli zan pli itilize pou perçage konpozan avyon CFRP
(Kredi imaj: Laser Center Hannover)
Depi perçage lazè se san kontak, materyèl la ap trete pa bezwen kenbe nan menm fason an kòm si li te trete ak zouti konvansyonèl yo. Yon lòt avantaj nan contactlessness la se ke pa gen okenn mete zouti rive, ki reprezante yon avantaj patikilye nan operasyon an nan perçage konpozan CFRP. Akòz dite yo, konpozan CFRP ka lakòz trè wo mete sou zouti konvansyonèl yo. Lazè perçage kapab tou fèt nan vitès trè wo, se konsa ke twòp domaj nan chalè pa mal materyèl la ap trete.
Faktori aditif
Manifakti aditif lazè (AM) ap vin tou rapid nan endistri ayewospasyal la. Nan teknik sa a, yon lazè fonn kouch kontinyèl nan poud yo bati fòm. Yon konpayi fize ki baze nan Kalifòni menm dènyèman te kòmande de 12-enprimant 3D lazè pou fè misyon espasyal li yo pi ekonomik ak efikas lè yo kreye eleman espas ki pi lejè, pi rapid ak pi solid.
Pandan ke anpil pwojè yo toujou nan faz tès la, manifakti aditif lazè yo te itilize avèk siksè nan de misyon sou Mas. Rover Curiosity NASA a, ki te ateri nan mwa Out 2012, se te premye misyon pou pote pati enprime 3D sou Mas. Sa a se yon eleman seramik andedan enstriman analiz echantiyon sou Mas (SAM), yon pati nan yon pwogram tès kontinyèl pou mennen ankèt sou fyab teknoloji fabrikasyon aditif.
Pandan se tan, Trailblazer rover NASA a, ki te ateri sou Mas nan mwa fevriye 2021, gen 11 pati metal aditif lazè fabrike. Senk nan pati yo nan Trail's Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry (PIXL), ki ap chèche siy lavi fosil mikwòb sou Mas. Pati sa yo bezwen yo dwe tèlman lejè ke yo pa ka pwodwi pa tradisyonèl Forge, bòdi ak teknik koupe.
NASA te fè eksperyans tou ak fabrikasyon aditif lazè nan eleman fize. Nan yon etid, chanm konbisyon yon motè fize te fè soti nan yon alyaj kwiv. Devlopman sa a kontinye nan manifakti aditif lazè te lakòz yon eleman ki ka fabrike nan apeprè mwatye pri a ak yon sizyèm tan ki nesesè pou D tradisyonèl, rantre, ak asanble. Paske alyaj kwiv yo itilize yo trè reflete nan lazè enfrawouj, NASA kounye a ap mennen ankèt sou ki jan lazè vèt oswa ble ka amelyore efikasite ak pwodiktivite.
Pandan ke itilizasyon fabrikasyon aditif nan ayewospasyal toujou nan premye etap li yo, li espere ap grandi sou 20 ane kap vini yo.
Lazè grossing
Lazè grossing se tou yon aplikasyon trè nouvo nan endistri ayewospasyal la. Nan pwosesis sa a, lazè ultrarapid yo itilize pou kreye mikwo-nanostruktur sou sifas avyon atravè yon teknik ke yo rekonèt kòm modèl entèferometrik lazè dirèk (DLIP), ki itilize pou kreye yon "efè lotus" natirèl, kreye nanoestrikti ki ede anpeche kontaminasyon sifas ak glas. rasanbleman sou avyon an.
Optik inovatè yo divize yon batman pwisan ultrarapid lazè nan plizyè travès pasyèl, ki yo Lè sa a, konbine sou sifas la ke yo te trete. Lè yo gade anba yon mikwoskòp, mikwostrikti ki kapab lakòz yo sanble ak yon "sal" mikwoskopik nan "poto" oswa rid. Distans ki genyen ant "poto yo" se ant apeprè 150nm ak 30µm - yon estrikti ki vle di ti gout dlo pa mouye sifas la ankò epi yo rete sou li paske yo pa gen ase priz sou sifas la.
Benefis ki genyen nan materyèl sa a pou avyon an gen ladan ogmante repouse dlo, glas ak ensèk yo. Sa yo ka bwa sou sifas avyon an epi ogmante rezistans avyon an nan van, kidonk ogmante konsomasyon gaz. Aplikasyon an nan teksti lazè sa a ap redwi nesesite pou tretman chimik toksik kounye a aplike nan sifas avyon pou evite jivraj. Li konnen li deteryore sou tan epi li gen tandans fè domaj. Anplis de sa, estrikti lazè ki pwodui pa metòd DLIP ka dire plizyè ane epi yo pa lakòz pwoblèm anviwònman an.
