3DCatia Blog Bölümü
CATIA HABER VE MAKALELER

Uzay Üretim Sektöründeki Otomatik Yenilik Tasarımları

Temmuz 13th 2010 3dcatia.com Tüm Makaleler, Catia V5 Makaleleri

Ticari uzay endüstrisindeki giderek artan küresel mevcudiyet ile, OEM’ler state-of-the-art uçaklarını piyasaya sürme konusunda ilk olabilmek için daha evvel görülmemiş düzeyde yoğun bir baskıya maruz kalmaktadır. Yakıt fiyatlarındaki uçuculuğun işlem sayısını azaltarak toplam yaşam çevrim maliyetlerini düşürme gereğini beraberinde getirdiği göz önüne alınırsa, uçak üreticilerinin temel yapısal parçalar için ileri düzeyde bileşik materyaller kullanmaya başlaması kaçınılmaz bir hal almıştır. Bu parçalar; uçak gövdesi yüzey ve altyapısı, kanat yüzeyleri, kirişler, kanat ana kirişleri, kirişçiler ve kesme klipsleri ile eksiksiz kuyruk takımı montajları ve basınç duvarı bölmelerinden oluşmaktadır.

Yeni, ileri düzeyde materyal ve küresel tedarik zinciri araçlarının kullanılması yeterli olmadığı için, dokunmatik işçiliği azaltabilmek, ürün kalitesi ve tutarlılığını arttırabilmek ve süreç içerisinde gerekli olan araçları temin edebilmek adına yeni otomatik üretim süreçleri kullanılmaya başlanmıştır. Otomatik fiber yerleştirmesi, şerit döşeme ve robotlu materyallerin depozit olarak bırakımı gibi teknolojiler çok sayıda değişik parça üzerinde kullanılmaktadır.

Materyallerin düzenlenip yerleştirilmesi, süreç içerisinde ciddi anlamda öneme sahiptir. Ancak buna rağmen, bu aşamada otomasyon ve ilgili yenilikler son bulmamaktadır. Yeni, modern, otomatik NDI araçlarının kullanılmasıyla gerçekleştirilen süreç içi ve süreç sonrası kontroller, mühendislik gereçlerinin karşılandığından emin olabilmek için giderek bir gereklilik haline gelmektedir. Otomatik bağlayıcı kurulumu ve lazerli montaj ile en son çıkan NC sürümlü yönlendirme ve hidro jet malzemesi kullanılarak gerçekleştirilen otomatik kırpma ve delme işlemleri süreçteki temel aşamaları oluşturmaktadır.

CAD ve PLM sistemleri, IT çevresi mühendisliğinin temel parçalarını oluştursa da, bu sistemler kompleks uçak iskeleti verisinin etkili bir şekilde yönetilebilmesi, otomatik aşağı akım süreçlerinin sağlanması için gerekli özelleştirmeyi gerçekleştiremezler.

VISTAGY AeroSuite™, bu boşluğu doldurmuştur.  AeroSuite; FiberSIM® bileşenleri mühendislik yazımlından, uçak iskeleti montajlarının tasarlanıp üretimi için gerekli SyncroFIT® ürünü ve First Article Inspection düzenlemesinde gereken  Quality Planning Environment™ (QPE) ürününden oluşmaktadır.

FiberSIM, kavram, laminat tanımlaması ve tabaka oluşumundan simülasyon, performans gelişimi, düz kalıp oluşturma, belgelendirme ve üretime kadar tüm mühendislik süreci bileşenlerini kullanan bir yazılım takımıdır. SyncroFIT ise montaj arayüzleri ile bir uçak iskeletindeki yüz binlerce bağlayıcının yazılıp yönetilmesini kolaylaştıran bir grup yazılım ürününden oluşmaktadır.  QPE sayesinde mühendisler CAD modellerinde kaydedilen, FiberSIM ve SyncroFIT tarafından oluşturulan tasarım ve üretim özelliklerine dayalı kalite planlama ve denetleme verisi oluşturabilmektedir.

Materyal ve Süreç Ödünleşimleri

Bileşen kullanımı, alüminyum gibi farklı materyallerin yapısal ve üretimsel davranışlarının tam olarak anlaşabilmesini güçleştirmesinin yanı sıra, ileri düzeyde belirsizlik ve çeşitlilik ortaya çıkarır. Bileşen tasarımı, geometrik gereçler ve materyal biçimi ile üretim süreci arasında iyi bir denge kurabilmeyi gerektirmektedir.

Örneğin; tek parça bir yüzey paneli, t-şeklinde bir kirişçi ve tabakalı panel kaplama farklı şekillerde işlenmelidir. Benzer şekilde örgülü kumaş, tek yönlü şerit gibi farklı materyal biçimleri benzersiz tasarım ve üretim örnekleri sergilerler.

Son olarak, manüel döşeme otomatik şerit döşeme, otomatik fiber yerleştirme, RTM (Resin Transfer Molding) veya biçimlendirme gibi üretim süreçleri de dikkate alınmalıdır. Bu değişkenlerin özel olarak hazırlanmış kombinasyonu, tasarım yaklaşımını ve özellikle de biten ürünün maliyetini ve kalitesini etkiler. Şüphesiz, tüm bu elemanların dengeli bir şekilde kullanılabilmesi ciddi anlamda önem teşkil eden bir başarı olacaktır. Ancak başarılı olabilenler bu elemanlardan gerçek anlamıyla yararlanabilecekler. Bu noktada ironi konusu ise, istenen performansı sergileyebilmek için daha az kullanımı da bir avantaj olarak beraberinde getirmesidir.

Materyal ve üretim süreci için özel olarak hazırlanmış, simülasyon yeteneklerini içeren bir çözüm ise yapım süreci içinde gerçekleşecek yenilikleri önceden görebilme imkanı sunacaktır.


Yukarıdaki resimde çeşitli materyal ve üretim süreçlerine dayalı FiberSIM® simülasyon sonuçları gösterilmiştir. En üstteki şekilde, önceden emprenye edilmiş örme karbonun 0 derece katmanındaki tam bir kaplamın üretimsel üretilebilirliğinin simülasyon sonucu gösterilmiştir. Sağ üstteki şekil, önceden emprenye edilmiş bu tek yönlü karbonun 0 derece dilimi manüel bir şekilde döşendiğinde, karşılaşılabilecek üretilebilirlik güçlüklerini göstermektedir. Alttaki resim ise, otomatik fiber yerleştirme işleminin, minimum seyir yeteneği yüzünden resim çerçevesi katmanının dar dilimli bölgelerdeki materyalleri yerleştiremeyeceği alanları göstermektedir.

Üretimi Yükseltme

Üretilen işi arttırmak, üretim maliyetini düşürmek, kaliteyi ve yinelenebilirliği yükseltmek amacıyla, otomatik depozite verme süreci, bileşik uçak parçalarınının seçimi için üretimsel bir yöntem haline gelmiştir. Metallerin işlenmesinden ya da plastik silmelerinin enjektelerinden farklı olarak, bileşenlerin otomatik işleme parçalarını üretenler, yılda oldukça az sayıda sistem kurabilmektedir. Oysa diğer materyallerin otomatik üretimi için yılda binlerce sistem kurulmaktadır.

Araştırmacıların tahminine göre, önümüzdeki 10 yıl içerisinde bileşen parçalarının yüzde 75’inden fazlası manüel olarak döşenmesi yerine, otomatik fiber yerleştirme, şerit döşeme ya da makineli depozite verme süreci ile üretilecektir. Bu süreçler, materyalin akımlı bir şekle sahip kavrayıcıya bırakıldığı tek bir aşamada gerçekleştirilebilir ya da sıralı bir biçimlendirme süreci izlenerek boşlukların hızlandırılmış şerit döşemesi gibi birden fazla aşama içerebilir.

Yöntem olmadan, bileşenlerin üretildiği temel dönüşümünün daha başlangıç aşamalarında olduğumuzu söylemek mümkündür. Bu şekilde çevrim süreleri ciddi anlamda düşecek, parça kalitesi yükselecek ve üretim-için-tasarım teknikleri işleme sırasında daha az sürprizlerin karşılaşılacağı noktaya ulaşacaktır.

Otomatik bileşen üretimiyle ilgili evrime ayak uydurabilmek için bileşen tasarım yazılımının temel yetenekleri buna paralel olarak geliştirilmelidir. Manüel döşemenin sabit genişliğe uyumlu materyallerle birleştirilmiş karmaşık kaynak bağlantısı ve basamaklandırma gereçlerinin yönetimini gerektirmesi gibi, manüel düzeltme teknikleri ile uygun olarak şekillendirilmiş düz kalıpların oluşumunu taklit eden üretilebilirlik simülasyonları, otomatik süreçler de üretim yetenekleri açısından kendi yenilikçi tasarım setini gerektirecektir.

Örneğin; minimum yol uzunluğu gibi bir işleme sınırlandırması, bir tasarım kısıtlaması ortaya çıkarır. Bu kısıtlamanın katman sınırlarını etkileyebilmesi yanı sıra parçaların kapladığı alanların eşlemesini de engelleyerek parça ağırlığını etkileyebilmesi olası bir varsayımdır. Bu tür kısıtlamaların tanıtılması bu yüzden ciddi anlamda önem teşkil eden bir konudur ve bu tanıtma, üretimde çözülmesi için bırakılmamalı; bunun yerine tasarım süreci içinde gerçekleştirilmelidir. Tasarımdaki bu önemli üretim gereçlerinin görmezden gelinmesi –geleneksel yaklaşımın kullanılmasıyla- kaçınılmaz bir şekilde mali yönü yüksek tasarım yinelemelerine ve yapımın tasarıma uymadığı durumlarda oluşacak ciddi bir onay riskine yol açacaktır.

Otomatik depozite verme sistemleri ve bileşenler için CAM yazılımı üreticileri ile yakın temas halinde bir çalışma yöntemi izlendiğinde, mühendisin çevresini otomatik üretim için bileşen parçalarının tasarımını tam olarak tanımlayarak iyileştirebileceği şekilde geliştirecek bir gereçler seti ortaya çıkar.

Minimum yol uzunluğu, basamaklandırılmış katman orijinleri, minimum şerit genişliği ve minimum kesme açıları, FiberSIM yazılımının bir parçası olan üretimsel gereçlerden birkaçını oluşturmaktadır. Makinesiz bileşen tanımlamasına dayalı bileşen üretimi endüstrisi ile, ek fonksiyonlar tasarım çevresinin bir parçası haline gelirken, farklı bir makine spesifik kategori olan çalıştırma parametreleri, çevirim dışı ve makine programlama CAM yazılım çevresinin bir parçası olarak kalmaya devam edecektir.

Yukarıdaki resimde CATIA V5 CAD modellemesi sırasında VISTAGY FiberSIM® yazılımı tarafından oluşturulmuş bileşik bir uçak gövdesi paneli için katman düzenleme tasarımı gösterilmiştir. Tasarım verisi, otomatik fiber yerleştirme işlemi ile onaylama süreci için üretim verisi oluşturabilmek amacıyla CGTech’s VERICUT Composite Programming & Simulation (Bileşen Programlama & Simülasyon) yazılımına (alt) -diğer yazılımlarla kıyaslandığında- en hızlı şekilde gönderilir.

Montaj Yeniliklerini Başlatan Bileşenler

Yükleme koşullarını desteklemesi için katman kalınlığını ayarlayabilmek adına bileşenlerin yoğun bir şekilde kullanılması ile bağlayıcıların belirtimi, gün geçtikçe, kısaca yönetilemez hal almaktadır. Materyal uyumu, çukurların hazırlama yöntemleri, yapısal gereçler, tasarım kurallarını oluşturan faktörler, parça belirtim değişiklikleri ile özel bağlayıcıların maliyet ve zaman yönetim uygulamaları gibi çok sayıda konu endüstri çevresinde endişe uyandıran konular arasında yerini almıştır. Tüm bunlara ek olarak, ortalamada tasarım eylemine ait ayrıntının yaklaşık yüzde 15’inin montaj arayüzleri, bağlayıcılar ve çukurların yönetimi ile ilgili olduğu ortaya çıkmıştır. Benzer şekilde, mühendislik değişim sıraları ve satış sırasındaki uyuşmazlıklar göz önüne alındığında, endüstri rakamları bu problemlerin %50’den fazlasının montaj tanımlamasıyla ilgili olduğunu göstermektedir.

Bu tanımlama konularına, kaliteyi arttırtmak ve çevrim sürelerini kısaltmak için kullanılan otomatik delme ve bağlama yöntemleri de eklendiğinde, ciddi yenilikler elde etmek mümkün olacaktır. Bu noktada yapılması gereken, delmenin kırılması yada çip çıkarımı şeklinde bileşik materyalin görebileceği olası bir zarardan kaçınabilmek adına besleme oranlarıyla delme hızını tam olarak kontrol edebilmektir. NC programlayıcılar, delme işlemlerinin hızını uygun şekilde kısmak amacıyla ayrıntılı yığın kalınlığı ve materyal bilgisi gerektirirler. Her bir bağlayıcının yerleştirilmesi sırasında bu bilginin edinilebilmesi için genellikle ciddi bir süre gerekmektedir.

Programlar gelişme süreçlerinden geçtikleri ve dolayısıyla mühendislik girişimleriyle karşılaştıkları için, değişikliklerin uygulanmasındaki çevrim sürelerini azaltabilmeyi ve kaçınılmaz bir şekilde oluşacak hataları ortadan kaldırabilmeyi sağlayan bir çözüm bulabilmek çok büyük önem taşımaktadır.

Bu yeniliklerin net bir şekilde anlaşılmasıyla VISTAGY, çok sayıda ekleme ve bağlama içeren modern uçak gövdeleriyle ilgili zorlukların üstesinden gelebilmek için yerinde bir çözüm bulabilmenin önemini kavramıştır. Bu noktada devreye SyncroFIT girer.

Kenar mesafesindeki bozulmanın otomatik olarak tespit edilmesi, SyncroFIT ürünüyle birleştirilmiş pek çok tasarım kuralı kontrolünden yalnızca birisidir. Bağlayıcı eğiminin, köşeli olma durumunun, cıvata derinliğinin ve uzunluk-çap oranının onaylanması gibi  diğer kontroller, maliyeti yüksek mühendislik değişimlerine yol açarak ürünün üzerinde tekrar çalışılmasını gerektirecek birtakım yaygın hataları büyük ölçüde azaltacaktır.

Montaj bağlantı tanımlarını kavrayabilme ve tasarlanan ve tasarlanmayan parçalar arasındaki etkileşimi yönetebilme yeteneği sayesinde SyncroFIT, firmaların mühendislik gelişim sürelerini azaltarak değişim süreçlerini etkili bir şekilde yönetebilmelerine ve sıradan bir uçak programındaki mühendislik değişim sırasını azaltabilmelerine imkân tanımaktadır. Bu ürün, kavrama uzunluklarının hesaplanması, donanım yükleme ve konumlandırma ya da montaj üzerindeki olası çarpışmaları tespit edebilmek için geçici bir süreliğine tasfiye kurma gibi yorucu görevleri otomatik bir hale getirmektedir. Uçak gövdesini bağlantı tanımlama serileri halinde yönetme yeteneği sayesinde, mühendis ile downstream (aşağı akım) tüketicilerinin montaj içerisinde mantıklı ve tutarlı bir biçimde gezinebilmelerini sağlar. Ürün, parça yığın tanımlamalarını tam olarak tanımlayabilmeye ve NC programlama sistemlerini otomatik delme ve bağlama sistemlerini sürmede gerekli olan bilgiyle beslemeye yardımcı olur.

VISTAGY, Inc. Steven J. Peck  tarafından hazırlanmıştır.
Steven J. Peck, VISTAGY, A.Ş. Şirketi‘nde Aerostructures (Uçak) ürün ve pazarlama stratejisinden sorumlu yöneticidir.
Görüntüler:  VISTAGY, A.Ş.

Kaynak (Source) :

www.vistagy.com

Orjinal Metin : www.3ds.com/company/ds-magazines/our-magazines/

Orjinal Ceviri : www.3dcatia.com


Subscribe





Share/Bookmark






Gerekli



Gerekli - yayımlanmayacak


Yorum Yap & Fikrini Paylas

Paged comment generated by AJAX Comment Page

3D (üç boyutlu) sistemlerle Product Lifecycle Management (Ürün Yaşam Çevrimi Yönetimi/ PLM) çözümlerinde bir dünya lideri olan Dassault Systèmes (DS), Paris – 2 Mart, 2010 – (Euronext Paris:#13065, DSY.PA), Güney Afrika araba üreticisi Optimal Energy (Optimal Enerji) firmasının, Afrika’nın ilk batarya ile çalışan (elektrikli) arabası Joule’yi DS V6 çözümlerini kullanarak geliştireceğini bildirmiştir. Optimal Energy [...]

Onceki Yazilar

Kuzey Amerika nın en büyük kamu hizmet kuruluşlarından birisi olan Hydro-Quebec şirketi, gündelik işlemlerinde CATIA mühendislik araçlarını kullanan ilk hidroelektrik kuruluşlarından birisi olmuştur.Kuruluş, 2004 yılında ellerindeki 2D (iki boyutlu) yazılım sistemlerinin yerini alması için yeni çözümlerin arayışına girdiğinde CATIA yazılım paketini kullanmaya başlamıştır.

Hydro-Québec, CATIA proje lideri Emmanuel Boivin-Moreau, 3D [...]

Sonraki Yazilar