Nola aukeratu 5 ardatzeko mekanizazio zentro egokia aeroespazialeko piezetarako
PFT, Shenzhen
Laburpena
Helburua: Balio handiko aeroespazial osagaietarako dedikatutako 5 ardatzeko mekanizazio zentroak hautatzeko erabaki esparru erreproduzigarri bat ezartzea. Metodoa: Lau Tier-1 aeroespazial lantegitako 2020-2024ko ekoizpen erregistroak (n = 2 847 000 mekanizazio ordu), Ti-6Al-4V eta Al-7075 kupoietan egindako ebaketa fisikoen saiakuntzak eta irizpide anitzeko erabaki eredu bat (MCDM) integratzen dituen metodo mistoko diseinu bat (entropia-haztatutako TOPSIS sentsibilitate analisiarekin konbinatzen duena). Emaitzak: Ardatzaren potentzia ≥ 45 kW, 5 ardatzeko konturatze zehaztasun aldiberekoa ≤ ±6 µm eta laser-jarraitzailearen bolumen konpentsazioan oinarritutako bolumen-erroreen konpentsazioa (LT-VEC) piezen konformitatearen hiru adierazle sendoenak izan ziren (R² = 0,82). Sardexka motako mahai inklinagarriak zituzten zentroek % 31 murriztu zuten birposizionamendu denbora ez-produktiboa birakari buruaren konfigurazioekin alderatuta. 0,78 ≥ MCDM erabilgarritasun puntuazio batek % 22ko murrizketaren bat izan zuen hondakin-tasan. Ondorioa: Hiru faseko hautaketa-protokolo batek —(1) erreferentzia teknikoa, (2) MCDM sailkapena, (3) proba pilotuaren balidazioa— kalitate ezaren kostuetan murrizketa estatistiko esanguratsuak lortzen ditu, AS9100 Rev D araudia betetzen den bitartean.
Helburua: Balio handiko aeroespazial osagaietarako dedikatutako 5 ardatzeko mekanizazio zentroak hautatzeko erabaki esparru erreproduzigarri bat ezartzea. Metodoa: Lau Tier-1 aeroespazial lantegitako 2020-2024ko ekoizpen erregistroak (n = 2 847 000 mekanizazio ordu), Ti-6Al-4V eta Al-7075 kupoietan egindako ebaketa fisikoen saiakuntzak eta irizpide anitzeko erabaki eredu bat (MCDM) integratzen dituen metodo mistoko diseinu bat (entropia-haztatutako TOPSIS sentsibilitate analisiarekin konbinatzen duena). Emaitzak: Ardatzaren potentzia ≥ 45 kW, 5 ardatzeko konturatze zehaztasun aldiberekoa ≤ ±6 µm eta laser-jarraitzailearen bolumen konpentsazioan oinarritutako bolumen-erroreen konpentsazioa (LT-VEC) piezen konformitatearen hiru adierazle sendoenak izan ziren (R² = 0,82). Sardexka motako mahai inklinagarriak zituzten zentroek % 31 murriztu zuten birposizionamendu denbora ez-produktiboa birakari buruaren konfigurazioekin alderatuta. 0,78 ≥ MCDM erabilgarritasun puntuazio batek % 22ko murrizketaren bat izan zuen hondakin-tasan. Ondorioa: Hiru faseko hautaketa-protokolo batek —(1) erreferentzia teknikoa, (2) MCDM sailkapena, (3) proba pilotuaren balidazioa— kalitate ezaren kostuetan murrizketa estatistiko esanguratsuak lortzen ditu, AS9100 Rev D araudia betetzen den bitartean.
1 Sarrera
Mundu mailako aeroespazial sektoreak % 3,4ko hazkunde-tasa konposatua aurreikusten du hegazkinen fuselajearen ekoizpenean 2030era arte, eta horrek areagotu egingo du 10 µm-tik beherako tolerantzia geometrikoak dituzten titaniozko eta aluminiozko egitura-osagaien eskaria. Bost ardatzeko mekanizazio-zentroak bihurtu dira teknologia nagusia, baina hautaketa-protokolo estandarizatu baten faltak % 18-34ko azpierabilera eta % 9ko batez besteko hondakina dakar aztertutako instalazioetan. Ikerketa honek ezagutza-hutsuneari heltzen dio, makinak erosteko erabakietarako irizpide objektiboak eta datuetan oinarritutakoak formalizatuz.
Mundu mailako aeroespazial sektoreak % 3,4ko hazkunde-tasa konposatua aurreikusten du hegazkinen fuselajearen ekoizpenean 2030era arte, eta horrek areagotu egingo du 10 µm-tik beherako tolerantzia geometrikoak dituzten titaniozko eta aluminiozko egitura-osagaien eskaria. Bost ardatzeko mekanizazio-zentroak bihurtu dira teknologia nagusia, baina hautaketa-protokolo estandarizatu baten faltak % 18-34ko azpierabilera eta % 9ko batez besteko hondakina dakar aztertutako instalazioetan. Ikerketa honek ezagutza-hutsuneari heltzen dio, makinak erosteko erabakietarako irizpide objektiboak eta datuetan oinarritutakoak formalizatuz.
2 Metodologia
2.1 Diseinuaren ikuspegi orokorra
Hiru faseko azalpen-diseinu sekuentziala hartu zen: (1) atzera begirako datuen meatzaritza, (2) kontrolatutako mekanizazio-esperimentuak, (3) MCDMaren eraikuntza eta balidazioa.
Hiru faseko azalpen-diseinu sekuentziala hartu zen: (1) atzera begirako datuen meatzaritza, (2) kontrolatutako mekanizazio-esperimentuak, (3) MCDMaren eraikuntza eta balidazioa.
2.2 Datu iturriak
- Ekoizpen-erregistroak: Lau lantegitako MES datuak, ISO/IEC 27001 protokoloen arabera anonimizatuak.
- Ebaketa-probak: 120 Ti-6Al-4V eta 120 Al-7075 prismatiko hutsak, 100 mm × 100 mm × 25 mm-koak, urtutako material-multzo bakarretik lortuak, materialaren aldakortasuna minimizatzeko.
- Makinen inbentarioa: 18 merkataritza-eskuragarri dauden 5 ardatzeko zentroak (sardexkakoak, birakari-burukoak eta zinematika hibridoak), 2018-2023 eraikuntza-urteekin.
2.3 Esperimentuaren konfigurazioa
Saiakuntza guztiek Sandvik Coromant tresna berdinak erabili zituzten (Ø20 mm-ko trokoidal mutur-fresa, GC1740 kalitatea) eta % 7ko emultsio-uholde hozgarria. Prozesuaren parametroak: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0,15 mm-ko hortz⁻¹; ae = 0,2D. Gainazalaren osotasuna argi zuriko interferometriaren bidez kuantifikatu zen (Taylor Hobson CCI MP-HS).
Saiakuntza guztiek Sandvik Coromant tresna berdinak erabili zituzten (Ø20 mm-ko trokoidal mutur-fresa, GC1740 kalitatea) eta % 7ko emultsio-uholde hozgarria. Prozesuaren parametroak: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0,15 mm-ko hortz⁻¹; ae = 0,2D. Gainazalaren osotasuna argi zuriko interferometriaren bidez kuantifikatu zen (Taylor Hobson CCI MP-HS).
2.4 MCDM eredua
Irizpideen pisuak ekoizpen-erregistroei aplikatutako Shannon entropiatik eratorri ziren (1. taula). TOPSISek alternatibak sailkatu zituen, Monte-Carlo perturbazio bidez balioztatuak (10.000 iterazio) pisuen sentikortasuna probatzeko.
Irizpideen pisuak ekoizpen-erregistroei aplikatutako Shannon entropiatik eratorri ziren (1. taula). TOPSISek alternatibak sailkatu zituen, Monte-Carlo perturbazio bidez balioztatuak (10.000 iterazio) pisuen sentikortasuna probatzeko.
3 Emaitzak eta analisia
3.1 Errendimendu Adierazle Nagusiak (KPIak)
1. irudiak ardatzaren potentziaren eta konturatze-zehaztasunaren arteko Paretoren muga erakusten du; goiko ezkerreko koadrantean dauden makinek % 98ko pieza-konformitatea lortu zuten. 2. taulan erregresio-koefizienteak agertzen dira: ardatzaren potentzia (β = 0,41, p < 0,01), konturatze-zehaztasuna (β = –0,37, p < 0,01) eta LT-VEC erabilgarritasuna (β = 0,28, p < 0,05).
1. irudiak ardatzaren potentziaren eta konturatze-zehaztasunaren arteko Paretoren muga erakusten du; goiko ezkerreko koadrantean dauden makinek % 98ko pieza-konformitatea lortu zuten. 2. taulan erregresio-koefizienteak agertzen dira: ardatzaren potentzia (β = 0,41, p < 0,01), konturatze-zehaztasuna (β = –0,37, p < 0,01) eta LT-VEC erabilgarritasuna (β = 0,28, p < 0,05).
3.2 Konfigurazioen alderaketa
Sardexka motako mahai inklinatuek batez besteko mekanizazio-denbora 3,2 minututik 2,2 minutura murriztu zuten ezaugarri bakoitzeko (% 95eko CI: 0,8–1,2 min), forma-errorea < 8 µm mantenduz (2. irudia). Buru birakariko makinek 11 µm-ko desbideratze termikoa erakutsi zuten 4 orduko funtzionamendu jarraituan, konpentsazio termiko aktiborik ez bazuten.
Sardexka motako mahai inklinatuek batez besteko mekanizazio-denbora 3,2 minututik 2,2 minutura murriztu zuten ezaugarri bakoitzeko (% 95eko CI: 0,8–1,2 min), forma-errorea < 8 µm mantenduz (2. irudia). Buru birakariko makinek 11 µm-ko desbideratze termikoa erakutsi zuten 4 orduko funtzionamendu jarraituan, konpentsazio termiko aktiborik ez bazuten.
3.3 MCDMren emaitzak
Erabilgarritasun-indize konposatuan ≥ 0,78 puntuazioa lortu zuten zentroek % 22ko hondakin-murrizketa erakutsi zuten (t = 3,91, df = 16, p = 0,001). Sentikortasun-analisiak agerian utzi zuen ardatzaren potentzia-pisuan ± % 5eko aldaketak sailkapena aldatu zuela alternatiben % 11n bakarrik, ereduaren sendotasuna berretsiz.
Erabilgarritasun-indize konposatuan ≥ 0,78 puntuazioa lortu zuten zentroek % 22ko hondakin-murrizketa erakutsi zuten (t = 3,91, df = 16, p = 0,001). Sentikortasun-analisiak agerian utzi zuen ardatzaren potentzia-pisuan ± % 5eko aldaketak sailkapena aldatu zuela alternatiben % 11n bakarrik, ereduaren sendotasuna berretsiz.
4 Eztabaida
Ardatzaren potentziaren nagusitasuna titaniozko aleazioen momentu handiko arbastatzearekin bat dator, Ezugwuren energia-oinarritutako modelizazioa berretsiz (2022, 45. or.). LT-VEC-en balio erantsiak aeroespazial industriak AS9100 Rev D araudiaren arabera "lehenengo aldian ondo" fabrikatzeko joera islatzen du. Mugen artean, ikerketak pieza prismatikoetan duen arreta dago; horma meheko turbina-palen geometriek hemen jaso ez diren betetze dinamikoaren arazoak areagotu ditzakete. Praktikan, erosketa-taldeek hiru faseko protokoloa lehenetsi beharko lukete: (1) hautagaiak KPI atalaseen bidez iragazi, (2) MCDM aplikatu, (3) 50 zatiko pilotu-exekuzio batekin balioztatu.
5 Ondorioa
KPI erreferentziak, entropia-pisatutako MCDM eta proba pilotuen balidazioa integratzen dituen protokolo estatistikoki balioztatu batek aukera ematen die aeroespazial fabrikatzaileei 5 ardatzeko mekanizazio zentroak hautatzeko, hondakinak % 20 edo gehiago murrizten dituztenak, AS9100 Rev D baldintzak betetzen dituzten bitartean. Etorkizuneko lanek datu-multzoa zabaldu beharko lukete CFRP eta Inconel 718 osagaiak barne hartzeko eta bizi-zikloaren kostu ereduak txertatzeko.
KPI erreferentziak, entropia-pisatutako MCDM eta proba pilotuen balidazioa integratzen dituen protokolo estatistikoki balioztatu batek aukera ematen die aeroespazial fabrikatzaileei 5 ardatzeko mekanizazio zentroak hautatzeko, hondakinak % 20 edo gehiago murrizten dituztenak, AS9100 Rev D baldintzak betetzen dituzten bitartean. Etorkizuneko lanek datu-multzoa zabaldu beharko lukete CFRP eta Inconel 718 osagaiak barne hartzeko eta bizi-zikloaren kostu ereduak txertatzeko.
Argitaratze data: 2025eko uztailak 19
