Pertimbangan kualitas untuk manufaktur kedirgantaraan

Pabrikan yang bekerja dengan pelanggan kedirgantaraan tahu bahwa suku cadang yang diproduksi untuk aplikasi kedirgantaraan memiliki persyaratan fungsional dan peraturan yang ketat. Suku cadang kedirgantaraan tidak hanya cenderung lebih terspesialisasi daripada suku cadang yang dibuat untuk aplikasi di industri lain; mereka juga lebih cenderung menjadi mission critical, yang berarti bahwa kegagalan akan mengakibatkan hilangnya peralatan dan potensi bahaya bagi operator, penumpang, atau pengamat.

Insinyur perlu memastikan bahwa setiap bagian yang diproduksi akan bekerja secara konsisten dan andal sesuai dengan persyaratan aplikasi, yang mengharuskan komponen dipegang dengan standar, pengujian dan inspeksi yang ketat, untuk memverifikasi fungsionalitas yang tepat dan untuk memastikan keselamatan diprioritaskan.

Proyek kedirgantaraan cenderung memiliki anggaran yang lebih tinggi dan siklus pengembangan yang lebih lama, yang biasanya berarti bahwa lebih banyak perencanaan awal yang terlibat untuk memastikan keberhasilan akhir proyek. Artikel ini akan menyoroti beberapa pertimbangan desain dan teknik utama untuk suku cadang dirgantara yang kemungkinan akan dihadapi oleh tim produk.

Persyaratan peraturan dan harapan sertifikasi vendor

Karena banyaknya peraturan internasional, federal, dan khusus industri yang mengatur bagaimana suku cadang dibuat, perusahaan dirgantara umumnya bekerja secara eksklusif dengan pemasok dan produsen yang memiliki sertifikasi yang sesuai.

Salah satu standar manajemen kualitas kedirgantaraan yang paling banyak digunakan adalah AS9100, yang memberikan definisi dan harapan universal untuk manajemen kualitas dari produsen yang merancang, memproduksi, dan memeriksa suku cadang kedirgantaraan. Standar telah melalui beberapa versi selama bertahun-tahun, yang terbaru adalah ASD9100D, yang dirilis pada tahun 2016.

Produsen yang menunjukkan bahwa mereka mematuhi ASD9100D juga dapat menunjukkan kepatuhan terhadap standar ISO 9001 yang lebih luas (yang secara keseluruhan terkandung dalam sistem manajemen mutu AS9100). Produsen juga perlu mempertimbangkan sertifikasi ASA-100, standar yang sesuai dengan FAA Advisory Circular 00-56, yang menyediakan sistem kualitas standar untuk distributor suku cadang pesawat sipil.

Persyaratan fungsional

Bagian kedirgantaraan membutuhkan perpaduan sifat yang unik. Banyak komponen harus sangat kuat dan kaku — karakteristik yang sering dikaitkan dengan material yang lebih keras dan lebih berat. Namun, mengurangi berat sedapat mungkin sangat penting untuk hampir semua aplikasi manufaktur kedirgantaraan, yang juga dapat memungkinkan tim produk merancang suku cadang dengan geometri unik atau kompleks. Adalah umum bagi produsen untuk melalui iterasi desain, rekayasa, dan pengujian untuk memastikan bagian tersebut akan berfungsi dengan baik, memenuhi semua persyaratan fungsional, sementara juga mengoptimalkan untuk menghilangkan bobot sebanyak mungkin dari bagian tersebut, tanpa mengorbankan kinerja.

Metode manufaktur aditif memberikan keuntungan yang signifikan di sini karena memungkinkan produksi suku cadang menggunakan jumlah minimum bahan yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan fungsional suatu komponen.

Bahan

Kebutuhan akan suku cadang yang kaku dan kuat namun fleksibel dan ringan telah mendorong pembuatan komponen dirgantara dengan bahan seperti titanium, tungsten, dan serat karbon. Namun, banyak dari bahan eksotis ini bereaksi ketika mereka bertemu satu sama lain, yang dapat menyebabkan korosi galvanik atau perbedaan antara koefisien ekspansi termal. Metode manufaktur aditif sekali lagi menawarkan alternatif yang unik, karena sebagian besar bahan yang digunakan dalam proses ini tidak reaktif dan memberikan berbagai sifat material pada kepadatan yang lebih rendah daripada bahan yang disebutkan di atas.

Selama beberapa dekade, serat karbon dipandang sebagai bahan yang berisiko untuk digunakan dalam aplikasi luar angkasa karena ketidakcocokannya dengan logam tertentu, sifat anisotropik, dan cara pembuatannya yang unik. Sebagai sarana manufaktur matang dan kasus penggunaan untuk geometri yang sangat optimal dan sifat material meningkat, penggunaan serat karbon meningkat secara ekstensif di industri kedirgantaraan.

Saat ini, serat karbon umumnya ditemukan di banyak aplikasi luar angkasa. Demikian pula, teknologi yang digunakan dalam manufaktur aditif telah berubah begitu drastis dalam beberapa tahun terakhir sehingga sekarang ada batasan material yang jauh lebih sedikit untuk suku cadang yang dapat dibuat melalui cara aditif.

Suku cadang yang diproduksi secara aditif mengikuti lintasan serupa dalam aplikasi luar angkasa, memungkinkan para insinyur untuk mengontrol dan mengoptimalkan geometri komponen yang belum pernah ada sebelumnya. Selain pengurangan berat komponen, kematangan teknologi manufaktur aditif dan kontrol proses telah memungkinkan para insinyur untuk mengoptimalkan sifat komponen, seperti kekakuan dan kekuatan, dengan ketepatan metode manufaktur tradisional.

Hal ini secara drastis meningkatkan kasus penggunaan suku cadang yang diproduksi secara aditif dalam aplikasi kedirgantaraan setiap tahun, dan karena itu, semakin umum untuk melihat suku cadang yang diproduksi secara aditif mengisi peran komponen yang dulunya diproduksi secara tradisional di industri kedirgantaraan.

Kriteria pengujian

Sementara semua bagian perlu diuji untuk memastikan fungsinya yang tepat, ini sangat penting untuk aplikasi luar angkasa, karena banyak komponen merupakan bagian penting. Banyak dari suku cadang ini memerlukan sifat mekanis tertentu dan merupakan kunci untuk memastikan keamanan, jadi sebaiknya tim produk menetapkan kriteria pengujian mereka lebih awal dan terperinci — sebelum pengujian dimulai. Mengetahui seperti apa kesuksesan itu memberi para insinyur tolok ukur yang jelas dan memungkinkan desainer untuk secara efisien menyempurnakan desain bagian terhadap target itu.

Mitigasi risiko

Pelanggan dirgantara kemungkinan juga ingin melihat penilaian risiko. Karena tingginya jumlah suku cadang penting yang digunakan dalam aplikasi luar angkasa, sangat penting bagi tim produk untuk merasa yakin bahwa suku cadang mereka dapat diandalkan dan tidak menimbulkan risiko bagi kesehatan dan keselamatan manusia.

Dengan menggunakan metodologi analisis risiko yang terdefinisi dengan baik, seperti Mode Kegagalan dan Analisis Efek (FMEA), para insinyur dapat menentukan berbagai cara di mana suatu bagian dapat gagal, serta konsekuensi yang terkait dengan kegagalan tersebut, sehingga tim pengembangan produk dapat secara proaktif mengurangi risiko. Ini membantu tim menentukan biaya yang bersedia mereka keluarkan untuk memastikan bahwa kegagalan tertentu tidak pernah terjadi, yang pada gilirannya dapat menyebabkan perubahan desain lebih lanjut atau membangun sistem yang berlebihan untuk mengurangi dampaknya.

Mendukung kedirgantaraan dengan aditif

Sementara manufaktur aditif tidak akan menjadi pilihan terbaik untuk setiap aplikasi, teknologinya telah maju dan matang sedemikian rupa sehingga jumlah aplikasi potensial di ruang angkasa meningkat setiap tahun. Dalam banyak kasus, manufaktur aditif memungkinkan bagian-bagian tertentu atau kompleks dibuat dengan cara yang bertujuan untuk memenuhi persyaratan ketat dalam industri kedirgantaraan.

Beberapa bagian penting jelas akan lebih cocok untuk metode manufaktur lain, tetapi kecepatan dan fleksibilitas teknologi aditif menghadirkan pilihan yang semakin ekonomis. Pada akhirnya, para insinyur dan tim pengembangan produk harus berinvestasi dalam persiapan yang matang sebelum memulai produksi untuk memastikan bahwa suku cadang kedirgantaraan mereka memenuhi semua persyaratan fungsional dan peraturan yang diperlukan, diproduksi dengan bahan yang ideal, dan dirancang untuk mengurangi risiko.

Di Fast Radius, kami berkembang melebihi harapan, dan kami berada di posisi yang tepat untuk membantu tim produk menavigasi banyak pertimbangan yang ada dalam proyek pengembangan produk apa pun. Kami adalah tim desainer dan insinyur yang bersemangat yang ingin menjalin kemitraan bisnis yang langgeng yang mendorong batas-batas apa yang mungkin dilakukan melalui manufaktur modern. Pelanggan kedirgantaraan kami menempatkan kami pada standar yang lebih tinggi tidak hanya untuk manufaktur, tetapi juga untuk saran desain dan teknik. Hubungi kami hari ini untuk memulai.

Kunjungi pusat sumber daya kami untuk mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana manufaktur aditif dapat digunakan untuk produksi yang lebih efisien, apa yang perlu diketahui tentang pencetakan komponen logam, bahan yang digunakan dalam manufaktur dirgantara, dan banyak lagi.

Siap membuat suku cadang Anda dengan Radius Cepat?

Mulai kutipan Anda