Sertifikasi proses pencetakan 3D dan kontrol kualitas untuk komponen ringan dirgantara

Karakteristik aplikasi pencetakan 3D dirgantara

Dirgantara adalah bidang yang paling menantang dan berharga untuk penerapan teknologi pencetakan 3D. Suku cadang penerbangan sangat sensitif terhadap berat, dan desain yang ringan adalah tujuan abadi. Proses manufaktur tradisional dibatasi oleh jalur perkakas dan bentuk cetakan, sehingga sulit untuk membuat struktur yang rumit. Teknologi pencetakan 3D menerobos keterbatasan proses tradisional dan dapat mewujudkan pembuatan konsep desain tingkat lanjut seperti optimalisasi topologi, struktur kisi, dan desain terintegrasi. Suku cadang dirgantara memiliki persyaratan yang sangat tinggi dalam hal kinerja material, presisi produksi, dan stabilitas kualitas, dan setiap cacat dapat menyebabkan konsekuensi bencana. Oleh karena itu, bidang dirgantara telah menetapkan sertifikasi proses yang ketat dan sistem kendali mutu untuk teknologi pencetakan 3D.

Sertifikasi Material dan Sistem Penelusuran

Bahan pencetakan 3D yang digunakan di ruang angkasa memerlukan sertifikasi material yang ketat. Yang pertama adalah pengujian kinerja material, meliputi analisis komposisi kimia, pengujian sifat mekanik (tarik, tekan, tekuk, tumbukan, kelelahan, dll), dan pengujian sifat fisik (densitas, kekerasan, konduktivitas, dll). Langkah kedua adalah verifikasi penerapan proses untuk memverifikasi kinerja pencetakan dan kinerja bagian material berdasarkan parameter proses target. Yang ketiga adalah verifikasi konsistensi batch untuk memastikan bahwa kinerja material dari batch yang berbeda stabil. Sistem ketertelusuran material mengharuskan setiap batch material memiliki identifikasi unik, dan seluruh proses mulai dari pengadaan bahan mentah, pergudangan, penggunaan hingga pembuatan suku cadang dapat dilacak. Penyimpanan material memerlukan kondisi lingkungan yang terkendali untuk mencegah degradasi atau kontaminasi material. Daur ulang bahan juga perlu dikontrol secara ketat, dan batas penggunaan serta mekanisme pemantauan kinerja harus ditetapkan.

Proses sertifikasi parameter proses

Sertifikasi parameter proses pencetakan 3D adalah kunci untuk memastikan kualitas komponen yang stabil. Proses kualifikasi biasanya meliputi: pengembangan parameter, penentuan jendela parameter proses optimal melalui desain eksperimen (DOE). Penguncian parameter menentukan rentang parameter sertifikasi, dan setiap perubahan memerlukan sertifikasi ulang. Produksi uji coba sebagian, mencetak sejumlah suku cadang uji coba di bawah parameter bersertifikat. Pengujian kinerja: melakukan pengujian kinerja komprehensif pada bagian prototipe, termasuk ukuran, kepadatan, sifat mekanik, pengujian non-destruktif, dll. Kontrol proses statistik (SPC) menetapkan indikator evaluasi kemampuan proses untuk memastikan stabilitas proses. Sertifikasi proses harus dilakukan sesuai dengan persyaratan sistem manajemen mutu dirgantara seperti AS9100, dan dokumen sertifikasi harus diserahkan ke pelanggan atau badan pengatur untuk ditinjau dan disetujui. Setiap perubahan parameter setelah sertifikasi tunduk pada proses kontrol perubahan.

Pengujian kualitas dan pengujian non-destruktif

Pengujian kualitas komponen cetakan 3D dirgantara mencakup pengujian destruktif dan pengujian non-destruktif. Pengujian destruktif digunakan untuk sertifikasi proses dan inspeksi pengambilan sampel batch, termasuk pengujian sifat mekanik, analisis metalografi, analisis komposisi kimia, dll. Pengujian non-destruktif adalah item inspeksi yang harus dilakukan untuk setiap bagian dalam produksi massal. Metode yang umum digunakan meliputi: CT industri untuk mendeteksi pori-pori internal, retakan, inklusi, dan cacat lainnya. Pengujian ultrasonik untuk mendeteksi cacat internal area yang luas. Inspeksi penetran untuk mendeteksi cacat bukaan permukaan. Pemeriksaan sinar-X mendeteksi cacat internal pada bagian tertentu. Inspeksi dimensi, menggunakan mesin pengukur koordinat atau pemindai optik untuk mengukur dimensi bagian. Hasil pengujian perlu dibandingkan dengan standar penerimaan, dan produk yang tidak memenuhi syarat perlu ditinjau dan ditangani.

Persetujuan desain dan sertifikasi kelaikan udara

Bagian-bagian penerbangan harus mendapatkan sertifikasi kelaikan udara sebelum dapat dipasang dan digunakan. Persetujuan desain memerlukan penyerahan gambar desain bagian, spesifikasi material, prosedur proses, laporan pengujian, dan dokumen lain untuk membuktikan bahwa desain tersebut memenuhi persyaratan kelaikan udara. Persetujuan manufaktur memerlukan bukti bahwa kemampuan manufaktur dapat secara stabil menghasilkan suku cadang yang memenuhi desain. Sertifikasi kelaikan udara suku cadang adalah proses kompleks yang memerlukan kerja sama erat antara pemohon dan otoritas kelaikan udara. Sebagai teknologi manufaktur yang sedang berkembang, pencetakan 3D memiliki pengalaman yang relatif terbatas dalam sertifikasi kelaikan udara, dan lebih banyak kasus aplikasi serta data yang perlu dikumpulkan. Disarankan untuk berkomunikasi dengan otoritas kelaikan udara pada tahap awal proyek untuk memperjelas persyaratan sertifikasi dan jalur untuk menghindari pengerjaan ulang di kemudian hari.