Στην αεροναυπηγική παραγωγή, η ακρίβεια είναι πολύ σημαντική όσον αφορά τη διασφάλιση της ασφάλειας και της σωστής λειτουργίας των αεροπλάνων. Ολόκληρος ο τομέας εξαρτάται από προηγμένα μετρητικά εργαλεία, όπως οι λέιζερ σαρωτές και οι μεγάλες μηχανές που ονομάζονται CMMs (Μηχανές Συντεταγμένων Μέτρησης), για να ελέγχεται κάθε λεπτομέρεια. Αυτά τα τεχνολογικά εργαλεία βοηθούν τους κατασκευαστές να επιτυγχάνουν τις εξαιρετικά αυστηρές προδιαγραφές που απαιτούνται για στοιχεία, όπως οι κινητήρες, οι αεροσκάφη και τα συστήματα προσγείωσης. Για παράδειγμα, η Boeing κατεργάζεται αλουμινένια εξαρτήματα για τα φτερά των 737 MAX με ανοχή μικρότερη από το μισό χιλιοστό της ίντσας. Αυτού του είδους η ακρίβεια μειώνει σημαντικά τις βλάβες εξαρτημάτων, εξοικονομεί κόστος από επισκευές και διασφαλίζει μεγαλύτερη ασφάλεια στους επιβάτες. Ωστόσο, όταν οι κατασκευαστές δεν καταφέρνουν να τηρήσουν αυτές τις ελάχιστες ανοχές, προκύπτουν σοβαρά προβλήματα. Η κατανάλωση καυσίμου αυξάνεται, οι κατασκευές μπορεί να μην αντέχουν σωστά στη μέση της πτήσης, γι' αυτό η επίτευξση ακρίβειας δεν είναι απλώς επιθυμητή, αλλά απολύτως απαραίτητη στην κατασκευή αεροσκαφών.
Η ακριβής μηχανολογία έχει μεγάλη σημασία στην αεροναυπηγική παραγωγή, όταν προσπαθεί κανείς να διατηρήσει τη σταθερότητα κατά τη διάρκεια της παραγωγής σε μεγάλη κλίμακα. Τα σύγχρονα συστήματα αυτοματισμού, μαζί με αυτά τα εντυπωσιακά μηχανήματα που ελέγχονται από υπολογιστή, γνωστά ως CNC, βοηθούν πραγματικά στη διατήρηση της ομοιομορφίας σε όλες τις παρτίδες. Αυτές οι ρυθμίσεις CNC λειτουργούν συνεχώς μετά τη σωστή διαμόρφωσή τους, καθιστώντας τις εξαιρετικές στην παραγωγή ακριβώς των ίδιων εξαρτημάτων ξανά και ξανά. Οι περισσότερες βιομηχανίες ακολουθούν αυστηρές οδηγίες από φορείς όπως το ISO και το AS9100, διότι η συνέπεια επηρεάζει άμεσα την ποιότητα των προϊόντων, κάτι που δεν μπορεί να θυσιαστεί στα εξαρτήματα αεροσκαφών. Όταν οι εταιρείες τηρούν αυτά τα πρότυπα κατά την παραγωγή χιλιάδων μονάδων, τείνουν να έχουν πιο ομαλές επιχειρήσεις με λιγότερα λάθη. Για παράδειγμα, η General Electric είδε αύξηση 30% στην ταχύτητα παραγωγής στα εργοστάσια των αεριοστροβίλων της, μετά την εισαγωγή περισσότερων τεχνολογιών CNC, δείχνοντας ακριβώς πόσο μεγάλη διαφορά μπορούν να κάνουν αυτές οι μηχανές. Οι κατασκευαστές που υιοθετούν αυτά τα καινοτόμα εργαλεία καταλήγουν με καλύτερη συνοχή στα προϊόντα τους, ενώ ταυτόχρονα λειτουργούν πιο αποτελεσματικά, κάτι που τελικά καλύπτει όλες αυτές τις αυστηρές προδιαγραφές και διασφαλίζει την ασφαλή πτήση των αεροπλάνων στον ουρανό.
Ένα μεγάλο πλεονέκτημα της κατεργασίας 5 αξόνων είναι η δυνατότητα δημιουργίας πολύπλοκων σχημάτων που βοηθούν στη μείωση του βάρους των εξαρτημάτων που χρησιμοποιούνται στα αεροπλάνα. Οι μηχανικοί αποκτούν πολύ μεγαλύτερη ευελιξία με αυτήν την προσέγγιση σε σχέση με τις παλαιότερες μεθόδους, κάτι που σημαίνει πως μπορούν πλέον να κατασκευάζουν πράγματα που προηγουμένως δεν ήταν εφικτά. Για παράδειγμα, πτερύγια τουρμπίνης ή δομικά εξαρτήματα για το αμάξωμα αεροπλάνων μπορούν πλέον να κατασκευαστούν ελαφρύτερα χωρίς να θυσιάζεται η αντοχή. Τα στατιστικά στοιχεία επίσης επιβεβαιώνουν το όφελος· πολλές εταιρείες αναφέρουν μείωση βάρους από 15% έως 30% όταν μεταβαίνουν σε αυτήν την τεχνική. Αυτό μεταφράζεται σε πραγματική εξοικονόμηση χρημάτων στα καύσιμα με την πάροδο του χρόνου, ενώ βελτιώνεται η απόδοση των αεροπλάνων συνολικά. Εκτός από την πλήρη συμμόρφωση με τους αυστηρούς κανονισμούς της αεροπορίας, αυτά τα ελαφρύτερα εξαρτήματα βοηθούν επίσης στην πιο πράσινη και οικονομική πτήση.
Η πολυάξονη κατεργασία προσφέρει πραγματικά πλεονεκτήματα όσον αφορά τη μείωση των χρόνων εγκατάστασης κατά τη διάρκεια της παραγωγής, καθώς επιτρέπει στους κατασκευαστές να εργάζονται σε πολλές πλευρές ενός εξαρτήματος ταυτόχρονα, αντί να χρειάζεται να το στρέφουν συνεχώς. Όταν τα εξαρτήματα δεν χρειάζονται διαρκή επανατοποθέτηση, τα εργοστάσια εξοικονομούν χρόνο και χρήμα σε εργατικά έξοδα. Η αεροναυπηγική βιομηχανία έχει δει εντυπωσιακά αποτελέσματα από την υιοθέτηση αυτής της προσέγγισης. Κάποιες εταιρείες αναφέρουν ότι έχουν μειώσει τους χρόνους εγκατάστασης κατά το ήμισυ, χάρη σε αυτές τις ευέλικτες μηχανές. Οι μικρότεροι χρόνοι αναμονής σημαίνουν ταχύτερους κύκλους παραγωγής, καθώς και καλύτερη αξιοποίηση του χώρου και των πόρων σε ολόκληρη την εγκατάσταση. Η εξέταση των πραγματικών προδιαγραφών δείχνει γιατί αυτές οι μηχανές ξεχωρίζουν στην εκτέλεση πολύπλοκων εργασιών γρήγορα και με ακρίβεια. Γι' αυτόν τον λόγο, τόσοι πολλοί κατασκευαστές στην αεροναυπηγική βιομηχανία βασίζονται σε πολυάξονες τεχνολογίες για τα πιο απαιτητικά τους έργα, όπου η ακρίβεια είναι καθοριστικής σημασίας.
Η εργασία με εξωτικές κράματα και σύνθετα υλικά στην αεροναυπηγική μηχανική δημιουργεί αρκετές προκλήσεις, καθώς αυτά τα υλικά είναι εξαιρετικά σκληρά και ανθεκτικά στη θερμοκρασία. Όταν πρόκειται να κατεργαστούν σωστά αυτά τα δύσκολα υλικά, οι ειδικές τεχνικές φρεζαρίσματος CNC γίνονται απαραίτητες. Για παράδειγμα, οι φρεζάρες επιστρωμένες με διαμάντι έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να αντιμετωπίζουν την τριβή που προκαλούν τα υπερκράματα και τα σύνθετα υλικά, τα οποία θα φθείρουν σε λίγο κοινές εργαλειομηχανές. Τον τελευταίο καιρό, ο αεροναυπηγικός τομέας προτιμά όλο και περισσότερο προηγμένα υλικά, όπως το τιτάνιο και τα σύνθετα υλικά από ίνες άνθρακα, κυρίως επειδή παρέχουν εξαιρετική αντοχή ενώ ταυτόχρονα ελαχιστοποιούν το βάρος. Οι σύγχρονες εργαλειομηχανές CNC έχουν εξελιχθεί παράλληλα με αυτή την τάση, διαθέτοντας πολυάξονες δυνατότητες που επιτρέπουν στους κατασκευαστές να επεξεργάζονται αυτά τα απαιτητικά υλικά χωρίς να θυσιάζεται η ποιότητα ή η ακρίβεια. Καθώς οι εταιρείες δοκιμάζουν τα όρια με νέα υλικά, δεν μπορεί να αποφευχθεί η ανάγκη για εξαιρετικό εξοπλισμό φρεζαρίσματος στο σημερινό τοπίο της αεροναυπηγικής παραγωγής.
Η διατήρηση των θερμοκρασιών υπό έλεγχο είναι πολύ σημαντική όταν πραγματοποιείται υψηλής ταχύτητας φραιζάρισμα, γιατί αποτρέπει την υπερβολική φθορά των εργαλείων και εξασφαλίζει την παραγωγή σωστών εξαρτημάτων. Η τεχνολογία ψύξης, όπως τα υδροστατικά συστήματα και οι ψύκτες αερολύματος, βοηθά σημαντικά στη διατήρηση των θερμοκρασιών σε επίπεδα που είναι κατάλληλα για τις εντατικές διαδικασίες φραιζαρίσματος. Αυτά τα συστήματα ψύξης δουλεύουν σκληρά για να απομακρύνουν την περίσσευση θερμότητας, κάτι που σημαίνει πως τα εργαλεία διαρκούν περισσότερο και τα εργοστάσια εξοικονομούν χρήματα σε αντικαταστάσεις. Στοιχεία δείχνουν πως όταν τα εργοστάσια διαχειρίζονται σωστά τις θερμοκρασίες, μπορούν να δουν αύξηση στη διάρκεια ζωής των εργαλείων τους κατά περίπου 50%, ενώ ταυτόχρονα χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια συνολικά. Αυτό είναι εξαιρετικό τόσο για την παραγωγικότητα του εργοστασίου όσο και για την εξοικονόμηση κόστους. Πολλά εργοστάσια που χρησιμοποιούν εργαλειομηχανές CNC υψηλής ταχύτητας βασίζονται πλέον σε ακριβείς μεθόδους εφαρμογής ψυκτικού υγρού και στη θερμική απεικόνιση με τη χρήση τεχνολογίας για να παρακολουθούν και να ρυθμίζουν τις θερμοκρασίες όπως χρειάζεται. Ειδικά για τους κατασκευαστές αεροναυπηγικών, η σωστή διαχείριση της θερμοκρασίας στις διαδικασίες CNC τους εξηγεί γιατί τα εξαρτήματά τους τείνουν να εμφανίζουν καλύτερη απόδοση και να διαρκούν περισσότερο σε σχέση με τα αντίστοιχα της βιομηχανίας.
Η προγνωστική συντήρηση, που οδηγείται από την τεχνητή νοημοσύνη, αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν οι έξυπνα εργοστάσια, ιδιαίτερα στον αεροδιαστημικό τομέα, όπου η ακρίβεια είναι καθοριστικής σημασίας. Αυτά τα συστήματα βασίζονται σε πράγματα όπως ενσωματωμένοι αισθητήρες, εργαλεία ανάλυσης δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και αλγόριθμους μηχανικής μάθησης για να εντοπίζουν πότε ενδέχεται να συμβεί βλάβη σε εξαρτήματα αεροσκαφών, πολύ πριν από την πραγματική διακοπή της λειτουργίας. Το αποτέλεσμα; Η συντήρηση πραγματοποιείται σε βέλτιστους χρόνους, αντί για επείγουσες επισκευές κατά τη διάρκεια κρίσιμων περιόδων παραγωγής. Οι κατασκευαστές αεροσκαφών αναφέρουν μείωση κατά περίπου 20% στους χρόνους αδράνειας συνολικά μετά την εφαρμογή αυτών των λύσεων τεχνητής νοημοσύνης, καθώς και σημαντικές μειώσεις στα κόστη επισκευής στις εγκαταστάσεις τους. Για εταιρείες που κατασκευάζουν αεριωθούμενους κινητήρες ή εξαρτήματα δορυφόρων, αυτό σημαίνει καλύτερο έλεγχο των χρονοδιαγραμμάτων παραγωγής, διατηρώντας παράλληλα τα αυστηρά πρότυπα ποιότητας που απαιτούνται στις βιομηχανίες αεροπορίας και διαστήματος.
Η βελτιστοποίηση των συστημάτων CNC κάνει μεγάλη διαφορά για την αειφόρο παραγωγή, καθώς αυξάνει την αποτελεσματικότητα με λιγότερους πόρους. Όταν οι μηχανές είναι πιο ακριβείς κατά τις διαδικασίες κοπής και οι κύκλοι διαρκούν λιγότερο, σημαίνει ότι τελικά περισσότερο υλικό δεν πηγαίνει στα απόβλητα μετά την ολοκλήρωση της παραγωγής. Επίσης, τα ενεργειακά κέρδη είναι αρκετά σημαντικά. Μελετώντας αποτελέσματα από πραγματικές εγκαταστάσεις, εταιρείες που ρυθμίζουν προσεκτικά τις ρυθμίσεις των CNC μηχανών τους καταγράφουν κατά μέσο όρο 30% λιγότερα απόβλητα υλικά που καταλήγουν σε χώρους διάθεσης και μειώνουν τους μηνιαίους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας τους κατά 18-22%. Αυτό είναι πολύ σημαντικό όταν προσπαθούμε να επιτύχουμε τους διεθνείς στόχους για το κλίμα. Για πολλές επιχειρήσεις, αυτού του είδους οι βελτιώσεις δεν είναι απλώς καλές για τον πλανήτη – μεταφράζονται άμεσα σε οικονομική εξοικονόμηση μακροπρόθεσμα.
EN
