টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের বর্ধিত ব্যবহারের পিছনে একটি মূল চালক হল মহাকাশ উত্পাদনে কার্বন ফাইবার কম্পোজিটের ব্যাপক প্রয়োগ। টাইটানিয়াম অ্যালয়েস এবং কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি চমৎকার সামঞ্জস্য প্রদর্শন করে, শুধুমাত্র উচ্চ শক্তি এবং জারা প্রতিরোধই নয় বরং কার্যকর ওজন কমানোর প্রস্তাব দেয়, যা তাদেরকে বিশেষ করে উচ্চ-স্ট্রেস এলাকা এবং যৌগিক পদার্থের সংস্পর্শে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে। যাইহোক, টাইটানিয়াম খাদ ব্যবহারের এই বৃদ্ধি মহাকাশ প্রস্তুতকারকদের জন্য একটি দ্বৈত চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে: প্রথমত, টাইটানিয়াম খাদগুলি উচ্চমূল্যের ধাতু, এবং প্রথাগত ফোরজিং প্রক্রিয়ার ফলে অত্যন্ত কম উপাদান ব্যবহার হয়, 80% থেকে 95% পর্যন্ত কাঁচামাল যন্ত্রের সময় সম্ভাব্যভাবে নষ্ট হয়ে যায়, যা ম্যানেজমেন্ট শিল্পের জন্য একটি চ্যালেঞ্জ হয়ে দাঁড়ায়। টেকসই উন্নয়ন। দ্বিতীয়ত, বিমানের কার্যক্ষমতার ক্রমাগত অপ্টিমাইজেশন ক্রমবর্ধমানভাবে আরও দক্ষ এবং হালকা কাঠামোগত নকশার উপর নির্ভর করে, যখন ঐতিহ্যবাহী উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি প্রায়ই জটিল সমন্বিত কাঠামো অর্জন করার সময় উচ্চ খরচ, দীর্ঘ সীসা সময়, বা প্রযুক্তিগত অসম্ভাব্যতার মতো সীমাবদ্ধতার সম্মুখীন হয়। সুতরাং, এমন একটি উত্পাদন পদ্ধতি আছে যা একই সাথে উপাদান বর্জ্যের জরুরী সমস্যার সমাধান করতে পারে এবং জটিল কাঠামোগত নকশার ভবিষ্যতের সম্ভাবনাকে আনলক করতে পারে? Airbus, একটি মহাকাশ প্রস্তুতকারী, এই প্রশ্নগুলির উত্তর দিয়েছে তারের-নির্দেশিত শক্তি জমাকরণ (w-DED) সংযোজক উত্পাদন প্রযুক্তি, যা এটি বহু বছর ধরে অনুশীলন করেছে৷
কিভাবে w{{0}DED কাজ করে?
এয়ারবাস ব্যাখ্যা করে যে প্রযুক্তিটি একটি মাল্টি-অক্ষের রোবোটিক আর্ম ব্যবহার করে যা একটি টাইটানিয়াম অ্যালয় ওয়্যার রিল দিয়ে সজ্জিত, যেটি একটি ডিজিটাল মডেল অনুযায়ী সঠিকভাবে চলে। লেজার, প্লাজমা বা ইলেক্ট্রন বিমের মতো শক্তিকে তারের উপর ফোকাস করার মাধ্যমে, এটি তাত্ক্ষণিকভাবে গলিত হয় এবং স্তর দ্বারা স্তরে স্তরে স্তরে জমা হয়। বাহ্যিকভাবে, প্রক্রিয়াটি ঢালাইয়ের মতো, কিন্তু এটি আসলে সম্পূর্ণরূপে একটি ত্রি-মাত্রিক মডেল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত, যা "খালি অংশ" নামক-নিচ থেকে ওপরের দিকে "মুদ্রণ" করতে সক্ষম। এই ফাঁকা অংশটি ইতিমধ্যেই চূড়ান্ত কাঙ্খিত আকারের খুব কাছাকাছি, একটি "কাছের-নেট-আকৃতি" অবস্থা অর্জন করে, এবং অংশটির সুনির্দিষ্ট মাত্রিক প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য শুধুমাত্র দ্রুত সমাপ্তি প্রয়োজন।
বড় বিমানের টাইটানিয়াম অ্যালয় স্ট্রাকচারাল উপাদানগুলির সম্ভাব্যতা আনলক করা
বড় বিমানের টাইটানিয়াম অ্যালয় স্ট্রাকচারাল উপাদানগুলির সম্ভাব্যতা আনলক করা
যদিও মেটাল 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি প্রায় এক দশক ধরে মহাকাশ ক্ষেত্রে ব্যবহার করা হয়েছে, এটি আগে প্রাথমিকভাবে ছোট অংশে সীমাবদ্ধ ছিল। "পাউডার বেড" 3D প্রিন্টিং সিস্টেমগুলি সাধারণত 60 সেন্টিমিটারের (প্রায় দুই ফুট) থেকে ছোট অংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। বিপরীতে, w-DED প্রযুক্তি এয়ারবাসকে আকারের সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে সক্ষম করেছে, দৈর্ঘ্যে সাত মিটার (২৩ ফুটের বেশি) পর্যন্ত বড় টাইটানিয়াম খাদ কাঠামোগত উপাদান তৈরি করেছে। নতুন প্রক্রিয়াটি প্রতি ঘন্টায় কয়েক কিলোগ্রাম উপাদানের উত্পাদন গতির প্রতিশ্রুতি দেয়। এটি বড় বাণিজ্যিক বিমানের কাঠামোগত উপাদানগুলির জন্য 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তির শিল্প-স্কেল, বড়{10}}উৎপাদনকে সম্ভব করে তোলে।
টাইটানিয়াম কাঁচামালের বর্জ্য কমাতে সাহায্য করা
টেকসই এবং চর্বিহীন উত্পাদনের আজকের সাধনায়, মহাকাশ নির্মাতাদের কঠোর ব্যয় নিয়ন্ত্রণ এবং সংস্থান দক্ষতার প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য ঐতিহ্যগত ফোরজিং প্রক্রিয়াগুলি সংগ্রাম করে। এয়ারবাস DED সংযোজক উত্পাদন চালু করার একটি মূল কারণ হল শুরু থেকে প্রক্রিয়াকরণের সময় উপাদান বর্জ্য এড়ানো। এর কারণ হল, DED সংযোজন উত্পাদনে, অংশগুলিকে স্তরে-দ্বারা-স্তরের কাছাকাছি-নেট-আকৃতির পদ্ধতিতে বৃদ্ধি করা হয়, চূড়ান্ত নকশার আকৃতির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সাদৃশ্যপূর্ণ, শুধুমাত্র ন্যূনতম পরবর্তী যন্ত্রের প্রয়োজন হয়।
বিমান উন্নয়ন তত্পরতা বৃদ্ধি
ঐতিহ্যগত ডাই ফোরজিং প্রক্রিয়াগুলির জন্য বড়, জটিল ছাঁচ তৈরির প্রয়োজন হয়, একটি প্রক্রিয়া যা দুই বছর পর্যন্ত সময় নিতে পারে এবং যথেষ্ট অগ্রিম বিনিয়োগের প্রয়োজন হয়। বিপরীতে, 3D-প্রিন্ট করা অংশের আকৃতি সম্পূর্ণরূপে কম্পিউটার প্রোগ্রাম দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়, যা ডেলিভারি চক্রকে মাত্র কয়েক সপ্তাহে কমিয়ে দেয়। w-DED দ্বারা প্রদত্ত তত্পরতা প্রথম প্রোটোটাইপের মসৃণ এবং সময়মত উত্পাদনের জন্য বিশেষভাবে উপকারী-এমনকি যদিও বিশদ নকশাগুলি এখনও সূক্ষ্মভাবে সুরক্ষিত এবং অপ্টিমাইজ করা হচ্ছে-, সম্পূর্ণ বিমান চূড়ান্ত সমাবেশে প্রবেশ না করা পর্যন্ত প্রযুক্তিটি শারীরিক উপাদানগুলির দ্রুত পুনরাবৃত্তি সমর্থন করে৷
A350 উৎপাদনে প্রথম বৈধতা
এয়ারবাস সম্প্রতি A350 বিমানের কার্গো দরজার পরিধি কাঠামোতে w{{0}DED প্রযুক্তি ব্যবহার করে তৈরি বড় উপাদানগুলির ব্যাপক উৎপাদন একীকরণ শুরু করেছে৷ এই অনুসন্ধানমূলক পর্যায়ে, এয়ারবাস দ্বারা ডিজাইন করা এই নির্দিষ্ট অংশগুলি, যোগ্য সরবরাহকারীদের দ্বারা প্লাজমা w-ডিইডি প্রযুক্তি ব্যবহার করে মুদ্রিত হয়, তারপরে টেস্টিয়া ব্রেমেন দ্বারা অতিস্বনক পরীক্ষা করা হয়, এবং অবশেষে এয়ারবাসের নিজস্ব কারখানায় সমাপ্ত এবং একত্রিত হয়। এই অংশগুলি কার্যকরী এবং জ্যামিতিকভাবে তারা প্রতিস্থাপন করা ঐতিহ্যবাহী নকল অংশগুলির সাথে অভিন্ন, কিন্তু উল্লেখযোগ্য খরচ সাশ্রয় করেছে। সামনের দিকে তাকিয়ে, এয়ারবাস A350-এর w-DED উপাদানগুলিকে একটি সূচনা বিন্দু হিসাবে ব্যবহার করার পরিকল্পনা করেছে যাতে এই প্রযুক্তিটি ধীরে ধীরে অন্যান্য প্রকল্পে এবং বিমানের আরও গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলিতে (দীর্ঘমেয়াদে, উইংস এবং ল্যান্ডিং গিয়ার সহ) প্রসারিত হয়৷
DED এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে
আরও গুরুত্বপূর্ণ, এই প্রযুক্তিটি "ডিইডির জন্য ডিজাইন করা" এর নতুন ধারণার জন্ম দিয়েছে। পৃথক উত্পাদন এবং সমাবেশের জন্য ইঞ্জিনিয়ারদের আর জটিল উপাদানগুলিকে একাধিক স্বাধীন অংশে ভাঙ্গতে হবে না; পরিবর্তে, তারা সেগুলিকে একক, কাঠামোগতভাবে অপ্টিমাইজ করা সমন্বিত উপাদান হিসাবে ডিজাইন করতে পারে এবং একযোগে সেগুলি মুদ্রণ করতে পারে। একটি একক উপাদানে একাধিক অংশ একত্রিত করার এই ক্ষমতা কার্যকরভাবে সরবরাহ চেইনকে সরল করবে, সমাবেশের ধাপগুলিকে কমিয়ে দেবে এবং উৎপাদন চক্রকে ছোট করবে, যার ফলে 3D ডিজাইন ধারণার উপর ভিত্তি করে পরবর্তী প্রজন্মের বিমানের সম্ভাব্যতা সম্পূর্ণরূপে উপলব্ধি করা যাবে।
মূল উপাদানগুলির উত্পাদন অ্যাপ্লিকেশন প্রচার করা
বর্তমানে, Airbus এবং এর অংশীদাররা w-DED (wafer-to-find) প্রযুক্তি ব্যবহার করে মূল উপাদান তৈরিতে অভিজ্ঞতা সঞ্চয় করার ক্ষেত্রে দারুণ অগ্রগতি করছে, এবং উৎসাহজনক অগ্রগতি অর্জন করেছে। প্রকৌশলীরা প্লাজমা, আর্ক ওয়েল্ডিং, ইলেক্ট্রন বিম এবং লেজার বিম সহ বিভিন্ন শক্তির উত্স পরীক্ষা করছেন এবং একই সাথে "আউটসোর্সিং" (বহিরাগত নির্মাতাদের সাথে মুদ্রণ চুক্তি) এবং "-হাউস ম্যানুফ্যাকচারিং" (অভ্যন্তরীণ উত্পাদন) কৌশল উভয়েরই মূল্যায়ন করছেন৷ অধিকন্তু, এই প্রযুক্তিটি এয়ারবাস গ্রুপ পর্যায়ে প্রমিত করা হবে যাতে কোম্পানির সর্বত্র এর প্রয়োগ এবং প্রচার নিশ্চিত করা যায়।
পদ্ধতিগতভাবে বায়ুযোগ্যতার যুক্তিকে অগ্রসর করা
এয়ারওয়ার্টিনেস সার্টিফিকেশনের সবচেয়ে বেশি সময়-সাপেক্ষ এবং চ্যালেঞ্জিং দিক হল নিরাপত্তার স্বীকৃতি, অর্থাৎ কীভাবে প্রমাণ করা যায় যে উপকরণগুলি নিরাপদ। আন্তর্জাতিক সিভিল এভিয়েশন ম্যানুফ্যাকচারিং শিল্প বহু বছরের অনুশীলনের অভিজ্ঞতা সঞ্চয় করেছে। যখন আমরা বিমানের যোগ্যতার সার্টিফিকেশন উল্লেখ করি, তখন আমরা আসলে বিমানের যন্ত্রাংশের সার্টিফিকেশনের কথা উল্লেখ করি, যার মধ্যে তিনটি দিক জড়িত: উপকরণ, প্রক্রিয়া এবং নকশা। অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং-3ডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি-তিনটি উপাদানই জড়িত। প্রথমত, সংযোজন উত্পাদন একটি উত্পাদন প্রক্রিয়া। ইতিমধ্যে, এই প্রযুক্তির মান সর্বাধিক করার জন্য সংযোজন উত্পাদনের জন্য নকশা প্রয়োজন। যন্ত্রাংশের সংযোজনী উৎপাদনে নতুন উপকরণ ব্যবহার করা নিরাপত্তা যাচাইকরণের প্রয়োজনে আরেকটি উপাদান যোগ করে। অতএব, ঝুঁকি কমিয়ে ধাপে ধাপে এই সমস্যার সমাধান করাই সবচেয়ে নিরাপদ পদ্ধতি। টাইটানিয়াম অ্যালয় ডিইডি অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং-এর প্রতি এয়ারবাসের দৃষ্টিভঙ্গি উপরের সাক্ষাত্কারে আলোচিত "তিন-পদক্ষেপ" বায়ুযোগ্যতার যুক্তির প্রতিফলন করে৷ প্রথমত, A350 কার্গো দরজার মতো গৌণ লোড বহনকারী কাঠামো- দিয়ে শুরু করে, অপরিবর্তিত উপকরণ এবং নকশা বজায় রাখার সময় w-DED প্রক্রিয়ার নির্ভরযোগ্যতা যাচাই করা হয়েছিল। তারপর, এটি ধীরে ধীরে প্রাথমিক লোড বহনকারী কাঠামোতে প্রসারিত হয়, অপ্টিমাইজেশান প্রচার করে "DED-এর জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।" বর্তমানে, উপাদান, প্রক্রিয়া এবং নকশার সম্পূর্ণ নতুন পথকে একই সাথে চ্যালেঞ্জ করার পরিবর্তে নতুন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ঐতিহ্যবাহী উপকরণের সম্ভাবনাকে আনলক করার দিকে মনোনিবেশ করা হচ্ছে। এই পর্যায়ক্রমে, ঝুঁকি{21}}নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতি শুধুমাত্র শিল্পায়নে প্রয়োজনীয় ছন্দই প্রতিফলিত করে না বরং মহাকাশ সংযোজন উৎপাদনের সারমর্মও প্রকাশ করে-এটি কেবল প্রযুক্তিগত উদ্ভাবন নয় বরং "বিশ্বাস তৈরির" একটি পদ্ধতিগত প্রকল্পও। প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনকে কীভাবে নির্ভরযোগ্য মূল্যে রূপান্তর করা যায় যা প্রত্যয়িত হতে পারে এবং বায়ুযোগ্যতার কাঠামোর মধ্যে ব্যাপকভাবে উত্পাদিত হতে পারে এবং অন্তর্নিহিত সময়, ঝুঁকি স্তরবিন্যাস এবং যাচাইকরণ যুক্তি, নির্দিষ্ট প্রযুক্তিগত বিবরণের চেয়ে শিল্পের গভীর বিবেচনার যোগ্য হতে পারে।