Pēc tam, kad 2021. gadā Ķīnas valdības darba ziņojumā pirmo reizi tika ierakstīts oglekļa dioksīda maksimums un oglekļa neitralitāte, oglekļa neitralitāte notiekošajās divās sesijās atkal ir kļuvusi par karstu diskusiju tēmu. Globālā sasilšana ir izraisījusi pieaugošus klimata riskus, un oglekļa neitralitātes sasniegšana ir vissteidzamākā misija mūsdienu pasaulē. Spriežot pēc kopējā oglekļa emisiju apjoma globālā mērogā, aviācijas nozare patiesībā nav superliela oglekļa emisiju mājsaimniecība, taču tā noteikti ir "sarežģīta mājsaimniecība" oglekļa emisiju samazināšanā. Pieaugot gaisa kuģu skaitam, joprojām ir sarežģīts uzdevums nepārtraukti izpētīt un uzlabot dažādus enerģijas taupīšanas un emisiju samazināšanas līdzekļus, lai sasniegtu izvirzīto mērķi – oglekļa neitralitāti aviācijas un kosmosa nozarē.
Piedevu ražošana nodrošina dzīves cikla oglekļa neitralitāti aviācijas nozarē
Akadēmiķis Lu Bingheng norādīja: "Nākotnē Ķīnas apstrādes rūpniecība tiks sadalīta trīs daļās: materiāls, materiālu samazināšana un materiālu pievienošana." Īpaši aviācijas jomā piedevu ražošanai ir unikālas priekšrocības, piemēram, gaisa kuģu svara samazināšana, sarežģītu detaļu veidošana un komponentu integrācijas īstenošana, kas ir parādījusi lielu vērtību un plašas pielietojuma perspektīvas. Vietējās lielās pasažieru lidmašīnas C919 daļās tiek izmantota piedevu ražošanas tehnoloģija, lai apstrādātu centrālā spārna līniju; Boeing 787 Dreamliner ir 30 detaļas, kas izgatavotas, izmantojot piedevu ražošanas tehnoloģiju; GE uzlabotajam aviācijas dzinējam GE9X ir vairāk nekā viena trešdaļa komponentu. Tas tiek veikts ar piedevu ražošanu.
Aplūkojot visu aviācijas un kosmosa izstrādājumu projektēšanas un ražošanas, gaisa transportēšanas, produktu apkopes un apkopes produktu dzīves ciklu no attīstības perspektīvas, aditīvās ražošanas tehnoloģijas īpašības nosaka, ka tai ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālo ražošanu oglekļa neitralitātes ziņā.
Projektēšana un izgatavošana
1. Nav nepieciešams atvērt veidni, ātra iterācija. Visredzamākā aditīvās ražošanas tehnoloģijas priekšrocība ir tā, ka jebkuras formas detaļas var tieši ģenerēt no datorgrafikas datiem bez apstrādes vai jebkādas veidnes, kas ievērojami samazinās iteratīvo procesu, saīsinās produkta izstrādes un ražošanas ciklu un palielinās enerģijas patēriņu attīstības process. patēriņš ir ievērojami samazināts. Profesors Vans Huamings no Beihangas universitātes reiz teica, ka Ķīna tagad var izmantot piedevu ražošanas tehnoloģiju, lai izdrukātu lidmašīnas C919 kabīnes stikla loga rāmi tikai 55 dienās, savukārt Eiropas lidmašīnu ražošanas uzņēmums paziņoja, ka ražos vienu un to pašu vismaz 2 dienas. gadiem. Materiālu ražošanas tehnoloģija ievērojami saīsina ražošanas ciklu un uzlabo efektivitāti.
2. Tīkla forma, augsts materiālu izmantošanas līmenis. Galvenais veids, kā piedevu ražošana var būt oglekļa neitrāla, ir izmantot mazāk materiālu katrai daļai, sastāvdaļai un izstrādājumam. Piedevu ražošana ir neto forma, kas ievērojami samazina tradicionālās ražošanas griešanas, frēzēšanas un slīpēšanas procesā radušos atkritumu daudzumu, un galaprodukta materiālu izmantošanas līmenis ir ievērojami uzlabots. Turklāt, izmantojot topoloģijas optimizāciju, režģu struktūru, režģu konstrukciju utt. veidošanās var sasniegt arī materiālu taupīšanas mērķi.
3. Funkcionālās struktūras integrācija, samazinot apstrādes un montāžas procedūras. Piedevu tehnoloģijai nav nepieciešami tradicionāli instrumenti un armatūra un vairākas apstrādes procedūras, un tā var ātri un precīzi izgatavot jebkuras sarežģītas formas detaļas vienā ierīcē, tādējādi realizējot detaļu funkciju un konstrukciju integrāciju un ievērojami samazinot apstrādes procedūras un montāžu. process, lai sasniegtu ražošanas procesa zema oglekļa satura mērķi.
Air kravas
1. Samaziniet svaru un samaziniet degvielas patēriņu. Aviācijas aprīkojumam svara samazināšana ir tā mūžīgā tēma, un svara samazināšana par 5 procentiem var ietaupīt 20 procentus no degvielas patēriņa. Piedevu ražošana var samazināt enerģijas patēriņu transportēšanas laikā, samazinot gaisa kuģa sastāvdaļu svaru.
2. Uzlabot dzinēja sadegšanas efektivitāti un samazināt degvielas patēriņu. Dzinēja iekšpusē ar piedevu ražošanas tehnoloģiju tiek pabeigta sadegšanas kameras un daudzu konstrukcijas elementu ražošana, kas padara dzinēju vienkāršāku, vieglāku un kompaktāku, kas ļauj ietaupīt līdz pat 15 procentiem degvielas, uzlabojot degvielas efektivitāti tikai pēc konstrukcijas.
3. Drukājiet pēc pieprasījuma, samazinot enerģijas izšķērdēšanu. Ražošana uz vietas un drukāšana pēc pieprasījuma samazina kopējo enerģijas izšķērdēšanu un oglekļa pēdas nospiedumu. Vides izmaksas, piemēram, montāža, transportēšana, loģistika, uzglabāšana utt., praktiski tiek novērstas, tādējādi uzlabojot enerģijas un resursu izmantošanu.
Remonts un apkope
1. Pārstrāde, zaļa un zema oglekļa satura. Piedevu ražošana var realizēt izmesto detaļu atkārtotu izmantošanu, izmantojot frēzēšanas tehnoloģiju, un realizēt aviācijas ražošanas nozares attīstību aprites ekonomikas virzienā. Piemēram, ASV MolyWorks tehniskā ideja ir pārvērst metāla drukas atkritumus augstas kvalitātes pulverī. Vienlaikus uzņēmums piedāvājis "Mobilās lietuves" biznesa attīstības modeli, proti, metāla atkritumi tiek pārstrādāti un uz vietas tiek pārvērsti kvalitatīvā pulverī.
3. Daļējs remonts, lai izvairītos no detaļu nodošanas metāllūžņos. Pamatojoties uz piedevu ražošanas slāņa slāņa ražošanas īpašībām, tikai bojātā daļa tiek uzskatīta par īpašu substrātu, un detaļas formu var atjaunot ar lāzera trīsdimensiju formēšanu uz bojātās daļas, un veiktspēja var atbilst. lietošanas prasības. Tiek realizēts detaļu ražošanas procesa lietderīgs zema oglekļa satura cikls, ietaupot enerģiju, kas patērēta jaunu materiālu un detaļu ražošanā. Piemēram, turbīnas diska daļām, kad ir bojāta diska lāpstiņa, ir nepieciešams tikai izmantot piedevu ražošanas tehnoloģiju, lai salabotu bojāto lāpstiņu, lai atjaunotu diska darbību un izvairītos no visa turbīnas diska nodošanas metāllūžņos.
3. Uzlabojiet detaļu veiktspēju un palieliniet kalpošanas laiku. Optimizējot detaļu struktūru, detaļu spriedzi var sadalīt vissaprātīgākajā veidā, samazinot noguruma plaisu risku, tādējādi palielinot kalpošanas laiku un samazinot oglekļa pēdas nospiedumu. Piemēram, amerikāņu iznīcinātāja F16 šasijas šasijas, kas izgatavotas ar 3D tehnoloģiju, ne tikai atbilst lietošanas standartam, bet arī tās vidējais kalpošanas laiks ir 2,5 reizes lielāks par oriģinālo.
Ieteikumi turpmākajiem virzieniem
Lai vēl vairāk uzlabotu piedevu ražošanas spēju panākt oglekļa neitralitāti aviācijas nozarē, tiek piedāvāti šādi attīstības virzieni.
1. Materiāla mikrostruktūras optimizācija. Izmantojot materiāla genomu, tiek izveidota profesionāla datubāze, lai realizētu materiālu atlases inteliģentu optimizāciju. Nosakot raksturīgās attiecības starp sastāvu, procesu, mikrostruktūru un veiktspēju, mikrostruktūra, kas atbilst oglekļa neitralitātes prasībām, tiek veidota atbilstoši materiāla īpašībām.
2. Strukturālā un daudznozaru topoloģijas optimizācija. Ieviest uz vairāku fiziku balstītu tilpuma dizainu, digitāli integrējiet daudzveidīgas funkcijas un vairāku veidu materiālus, saglabājiet nepieciešamās mehāniskās īpašības un panākiet strukturālo funkciju saplūšanu, lai samazinātu materiālu patēriņu un komponentu svaru.
3. Mākslīgā intelekta un datu dvīņu tehnoloģijas kombinācija. Integrējiet progresīvu aprīkojumu vai tehnoloģijas, piemēram, procesu uzraudzību, informācijas uztveri, mašīnmācīšanos, mākslīgo intelektu, datu bāzes utt. Integrējiet rūpniecisko internetu aditīvā ražošanas digitālajā dvīņā, lai datus un modeļus varētu koplietot un analizēt, izmantojot mākoņa platformas, un piedevu digitālo ekosistēmu var uzlabot. Piedevu ražošanai var būt galvenā loma oglekļa samazināšanā visos gaisa kuģu detaļu ražošanas posmos.