ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินความต้องการส่วนประกอบโครงสร้างที่มีน้ำหนักเบามีความแข็งแรงสูงและมีความแม่นยำสูงในด้านการออกแบบและการผลิตเครื่องบินเพิ่มขึ้นและกระบวนการสร้างโลหะแผ่นเป็นกระบวนการผลิตขั้นสูงได้แสดงให้เห็นถึงมัน ข้อดีและศักยภาพที่ไม่ซ้ำกันในการผลิตส่วนประกอบโครงสร้างการบิน
ภาพรวมของกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น
คำจำกัดความและการจำแนกประเภทของแผ่นโลหะ
การขึ้นรูปแผ่นโลหะเป็นกระบวนการทำงานโลหะทั่วไปที่แผ่นโลหะถูกประมวลผลเป็นชิ้นส่วนหรือส่วนประกอบที่มีรูปร่างและขนาดเฉพาะโดยการปั๊มการดัดและการวาดภาพแผ่นโลหะ กระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่นมีบทบาทสำคัญในการผลิตส่วนประกอบโครงสร้างการบินและอวกาศและขอบเขตการใช้งานครอบคลุมส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นลำตัวของเครื่องบินปีกปีกฟัก ฯลฯ ซึ่งเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสำหรับการออกแบบเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบา การขึ้นรูปโลหะแผ่นส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสี่ประเภทตามวิธีการประมวลผลและลักษณะกระบวนการ
(1) การขึ้นรูปการปั๊ม การปั๊มเป็นหนึ่งในกระบวนการที่ใช้กันมากที่สุดในการขึ้นรูปโลหะแผ่นซึ่งมีการกดแผ่นโลหะผ่านตายเพื่อทำให้เสียโฉมเพื่อให้ได้ส่วนหนึ่งของรูปร่างที่ต้องการดังแสดงในรูปที่ 1 การปั๊มและการขึ้นรูปเหมาะสำหรับ การผลิตชิ้นส่วนในปริมาณมากและมีประสิทธิภาพสูงและการทำซ้ำที่ดี
(2) การงอขึ้นรูป การดัดเป็นแผ่นโลหะตามข้อกำหนดการออกแบบสำหรับการดัดงอสร้างมุมและรูปร่างที่ต้องการซึ่งใช้กันทั่วไปในการผลิตกล่องแผ่นผนังและส่วนประกอบโครงสร้างอื่น ๆ ดังแสดงในรูปที่ 2 สำหรับการประมวลผลชิ้นส่วนที่มีรูปร่างที่ซับซ้อน
(3) การวาดรูปวาดลึก การวาดภาพลึกคือแผ่นโลหะที่วาดลึกลงไปในรูปร่างและขนาดของกระบวนการที่ใช้กับการผลิตส่วนประกอบโค้งส่วนเว้าและนูนและชิ้นส่วนที่ซับซ้อนอื่น ๆ ดังแสดงในรูปที่ 3 เข้มงวดต้องพิจารณาการเสียรูปพลาสติกของวัสดุและการกระจายความเครียด
(4) การขึ้นรูปม้วน การขึ้นรูปม้วนเป็นกระบวนการของการกลิ้งแผ่นโลหะผ่านการกดลูกกลิ้งเพื่อให้ได้รับการเปลี่ยนรูปแบบพลาสติกและรับรูปร่างที่ต้องการ การขึ้นรูปม้วนเหมาะสำหรับการทำชิ้นส่วนกลมหรือเกือบกลมและมีข้อดีของประสิทธิภาพสูงและความแม่นยำในการขึ้นรูปสูง
(5) การสร้างการเชื่อม การเชื่อมเป็นกระบวนการผลิตและเทคโนโลยีที่เชื่อมต่อโลหะหรือวัสดุเทอร์โมพลาสติกอื่น ๆ เช่นพลาสติกผ่านการให้ความร้อนอุณหภูมิสูงหรือแรงดันสูงและเป็นกระบวนการเข้าร่วมที่ใช้กันทั่วไปในการสร้างโลหะแผ่นเพื่อเข้าร่วมและซ่อมแซมวัสดุที่หลากหลาย รูปที่ 4. การเชื่อมสามารถตระหนักถึงการออกแบบที่สำคัญของชิ้นส่วนโครงสร้าง แต่มันต้องการความต้องการสูงเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเชื่อมและการเลือกวัสดุและมีแนวโน้มที่จะเชื่อมรูปแบบการเชื่อมและรอยแตก
ประวัติการพัฒนาของกระบวนการสร้างโลหะแผ่น
กระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่นซึ่งเป็นเทคโนโลยีการประมวลผลโลหะที่สำคัญมีประวัติยาวนานของการพัฒนาในด้านการผลิตส่วนประกอบโครงสร้างการบินและอวกาศซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอน
(1) ระยะแรก การแปรรูปโลหะแผ่นมีต้นกำเนิดมาในสมัยโบราณโดยเริ่มต้นด้วยตนเองโดยใช้เครื่องมือง่าย ๆ ในการประมวลผลโลหะแผ่นเช่นการดัดการตอกและวิธีอื่น ๆ ในการสร้างส่วนประกอบโลหะพื้นฐาน ขั้นตอนนี้มุ่งเน้นไปที่ทักษะด้วยตนเองส่วนใหญ่ผลผลิตต่ำและความยากลำบากในการตระหนักถึงการผลิตชิ้นส่วนที่มีรูปร่างที่ซับซ้อน
(2) เวทีอุตสาหกรรม ด้วยการถือกำเนิดของยุคไฟฟ้าอุตสาหกรรมการพัฒนาอุปกรณ์แปรรูปยานยนต์นำไปสู่อุตสาหกรรมของกระบวนการสร้างโลหะแผ่น ศตวรรษที่ 19 จุดสิ้นสุดของต้นศตวรรษที่ 20 กดชกเครื่องดัดและเครื่องจักรและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้กระบวนการขึ้นรูปโลหะเป็นการพัฒนาอย่างรวดเร็วของประสิทธิภาพการผลิตได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก ระดับความแม่นยำและรูปร่างที่ซับซ้อนของกระบวนการ
(3) ขั้นตอนการทำงานอัตโนมัติ: ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 ถึงต้นศตวรรษที่ 21 ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีการควบคุมอัตโนมัติอย่างรวดเร็วกระบวนการขึ้นรูปแผ่นโลหะได้เข้าสู่ขั้นตอนการทำงานอัตโนมัติ เครื่องกด Punch CNC, เครื่องตัดเลเซอร์, อุปกรณ์ดัดอัตโนมัติและแอปพลิเคชันอุปกรณ์ขั้นสูงอื่น ๆ ทำให้การประมวลผลแผ่นโลหะมีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในขณะที่ลดข้อผิดพลาดของมนุษย์ปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของการผลิต
(4) เวทีอัจฉริยะ ปัจจุบันด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของปัญญาประดิษฐ์ข้อมูลขนาดใหญ่และเทคโนโลยีรุ่นใหม่อื่น ๆ การแนะนำระบบการผลิตอัจฉริยะทำให้กระบวนการผลิตมีความฉลาดและยืดหยุ่นมากขึ้นและสามารถตระหนักถึงการสลับและการผลิตอย่างรวดเร็วตามข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับแต่งและความสามารถในการปรับตัวของการผลิต
การประยุกต์ใช้แผ่นโลหะที่ขึ้นรูปในการผลิตการบินและอวกาศ
กระบวนการสร้างแผ่นโลหะสถานะในการผลิตส่วนประกอบโครงสร้างการบินมีการใช้งานที่สำคัญหลากหลายประเภทส่วนใหญ่ในพื้นที่ต่อไปนี้:
(1) การผลิตชิ้นส่วนโครงสร้าง: กระบวนการสร้างโลหะแผ่นใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนโครงสร้างการบินเช่นเปลือกลำตัว, ปีก, winglets, ฟักและส่วนประกอบอื่น ๆ การใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะแผ่นสามารถตระหนักถึงการออกแบบชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบาปรับปรุงความแข็งแรงและความแข็งของลำตัวและในเวลาเดียวกันลดน้ำหนักโดยรวมเพื่อตอบสนองความต้องการที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงานและการป้องกันสิ่งแวดล้อม ของเครื่องบิน
(2) การประมวลผลชิ้นส่วน กระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่นยังใช้ในการประมวลผลและการผลิตส่วนประกอบการบินเช่น cowlings เครื่องยนต์อากาศยานการบริโภคอากาศและส่วนประกอบสำคัญอื่น ๆ ผ่านกระบวนการสร้างโลหะที่มีความแม่นยำสามารถรับรู้ได้ในรูปร่างที่ซับซ้อนของส่วนต่าง ๆ ของการประมวลผลที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนที่สอดคล้องกับข้อกำหนดการออกแบบของเครื่องบินปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมและความปลอดภัยของเครื่องบิน
(3) การบำรุงรักษาและการดัดแปลง ในการดำเนินงานของเครื่องบินกระบวนการขึ้นรูปแผ่นโลหะยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำรุงรักษาและปรับเปลี่ยนเครื่องบิน ตัวอย่างเช่นเทคโนโลยีการขึ้นรูปโลหะแผ่นสามารถใช้ในการซ่อมแซมส่วนประกอบโครงสร้างการบินและอวกาศที่เสียหายการซ่อมแซมรอยขีดข่วนรอยบุบและความเสียหายอื่น ๆ ต่อเปลือกของเครื่องบินและยังสามารถใช้ในการปรับเปลี่ยนรูปร่างของเครื่องบินเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบินหรือความสวยงาม
(4) ความคุ้มค่า การประยุกต์ใช้กระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่นในการผลิตการบินยังนำมาซึ่งประโยชน์ด้านต้นทุนอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับการหล่อแบบดั้งเดิมการปลอมและวิธีการประมวลผลอื่น ๆ กระบวนการสร้างโลหะแผ่นมีข้อดีของวงจรการผลิตระยะสั้นต้นทุนการผลิตต่ำประสิทธิภาพการผลิตสูง ฯลฯ ซึ่งสามารถลดต้นทุนการผลิตและบำรุงรักษาเครื่องบินได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงโดยรวม ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ