స్మార్ట్‌టెక్ అనే తయారీ సాంకేతిక సలహా సంస్థ ప్రకారం, వైద్య రంగం తర్వాత యాడిటివ్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ (AM) సేవలు అందిస్తున్న రెండవ అతిపెద్ద పరిశ్రమ ఏరోస్పేస్. అయినప్పటికీ, ఏరోస్పేస్ భాగాల వేగవంతమైన తయారీ, పెరిగిన సౌలభ్యం మరియు ఖర్చు-సమర్థతలో సిరామిక్ పదార్థాల యాడిటివ్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ యొక్క సామర్థ్యంపై ఇప్పటికీ అవగాహన లోపించింది. AM, మోడలింగ్ ద్వారా అభివృద్ధి చేయబడిన డిజైన్ ద్వారా, బలమైన మరియు తేలికైన సిరామిక్ భాగాలను వేగంగా మరియు మరింత స్థిరంగా ఉత్పత్తి చేయగలదు. దీనివల్ల కార్మిక ఖర్చులు తగ్గడం, మాన్యువల్ అసెంబ్లీ కనిష్ఠ స్థాయికి చేరడం, మరియు సామర్థ్యం, ​​పనితీరు మెరుగుపడటంతో పాటు, విమానం బరువు కూడా తగ్గుతుంది. అదనంగా, యాడిటివ్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ సిరామిక్ టెక్నాలజీ, 100 మైక్రాన్ల కంటే చిన్న లక్షణాల కోసం కూడా పూర్తయిన భాగాల పరిమాణ నియంత్రణను అందిస్తుంది.
అయితే, సిరామిక్ అనే పదం పెళుసుదనం అనే అపోహను కలిగించవచ్చు. వాస్తవానికి, యాడిటివ్-మాన్యుఫ్యాక్చర్డ్ సిరామిక్‌లు గొప్ప నిర్మాణ బలం, దృఢత్వం మరియు విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధికి నిరోధకత కలిగిన తేలికైన, నాజూకైన భాగాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ముందుచూపు ఉన్న కంపెనీలు నాజిల్‌లు మరియు ప్రొపెల్లర్‌లు, విద్యుత్ ఇన్సులేటర్‌లు మరియు టర్బైన్ బ్లేడ్‌లతో సహా వివిధ భాగాలను సిరామిక్‌తో తయారు చేయడం వైపు మొగ్గు చూపుతున్నాయి.
ఉదాహరణకు, అధిక స్వచ్ఛత గల అల్యూమినా అధిక కాఠిన్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు బలమైన తుప్పు నిరోధకత మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిధిని కలిగి ఉంటుంది. ఏరోస్పేస్ వ్యవస్థలలో సాధారణంగా ఉండే అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అల్యూమినాతో తయారు చేయబడిన భాగాలు విద్యుత్ బంధకాలుగా కూడా పనిచేస్తాయి.
జిర్కోనియా ఆధారిత సిరామిక్స్, అత్యున్నత శ్రేణి మెటల్ మోల్డింగ్, వాల్వ్‌లు మరియు బేరింగ్‌ల వంటి తీవ్రమైన పదార్థ అవసరాలు మరియు అధిక యాంత్రిక ఒత్తిడి గల అనేక అనువర్తనాలకు సరిపోతాయి. సిలికాన్ నైట్రైడ్ సిరామిక్స్‌కు అధిక బలం, అధిక దృఢత్వం మరియు అద్భుతమైన థర్మల్ షాక్ నిరోధకతతో పాటు, వివిధ రకాల ఆమ్లాలు, క్షారాలు మరియు కరిగిన లోహాల తుప్పుకు మంచి రసాయన నిరోధకత కూడా ఉంటుంది. సిలికాన్ నైట్రైడ్‌ను ఇన్సులేటర్లు, ఇంపెల్లర్లు మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత తక్కువ-డైఎలెక్ట్రిక్ యాంటెన్నాల కోసం ఉపయోగిస్తారు.
మిశ్రమ సిరామిక్‌లు అనేక ఆశించదగిన లక్షణాలను అందిస్తాయి. టర్బైన్ బ్లేడ్‌ల కోసం సింగిల్ క్రిస్టల్ కాస్టింగ్‌ల తయారీలో, అల్యూమినా మరియు జిర్కాన్‌తో కలిపిన సిలికాన్ ఆధారిత సిరామిక్‌లు బాగా పనిచేస్తాయని నిరూపించబడింది. దీనికి కారణం, ఈ పదార్థంతో తయారు చేయబడిన సిరామిక్ కోర్ 1,500°C వరకు చాలా తక్కువ ఉష్ణ వ్యాకోచం, అధిక పోరసిటీ, అద్భుతమైన ఉపరితల నాణ్యత మరియు మంచి లీచబిలిటీని కలిగి ఉండటమే. ఈ కోర్‌లను ప్రింట్ చేయడం ద్వారా, అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగల మరియు ఇంజిన్ సామర్థ్యాన్ని పెంచగల టర్బైన్ డిజైన్‌లను ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.
సిరామిక్స్‌ను ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్ లేదా మెషీనింగ్ చేయడం చాలా కష్టమని, మరియు మెషీనింగ్ వల్ల తయారవుతున్న భాగాలకు పరిమితమైన ప్రాప్యత మాత్రమే లభిస్తుందని అందరికీ తెలిసిందే. పలుచని గోడల వంటి లక్షణాలను మెషీనింగ్ చేయడం కూడా కష్టమే.
అయితే, లిథోజ్ ఖచ్చితమైన, సంక్లిష్ట ఆకారపు 3D సిరామిక్ భాగాలను తయారు చేయడానికి లిథోగ్రఫీ-ఆధారిత సిరామిక్ తయారీ (LCM)ని ఉపయోగిస్తుంది.
CAD మోడల్ నుండి మొదలుపెట్టి, వివరణాత్మక స్పెసిఫికేషన్‌లు డిజిటల్‌గా 3D ప్రింటర్‌కు బదిలీ చేయబడతాయి. ఆ తర్వాత, ఖచ్చితంగా రూపొందించిన సిరామిక్ పౌడర్‌ను పారదర్శక తొట్టి పైభాగంలో పూయాలి. కదిలే నిర్మాణ వేదికను ఆ మట్టిలో ముంచి, ఆపై కింద నుండి ఎంపిక చేసిన విధంగా కనిపించే కాంతికి బహిర్గతం చేస్తారు. ప్రొజెక్షన్ సిస్టమ్‌తో అనుసంధానించబడిన డిజిటల్ మైక్రో-మిర్రర్ పరికరం (DMD) ద్వారా పొర యొక్క చిత్రం ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. ఈ ప్రక్రియను పునరావృతం చేయడం ద్వారా, ఒక త్రిమితీయ గ్రీన్ పార్ట్‌ను పొర పొరగా ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. థర్మల్ పోస్ట్-ట్రీట్‌మెంట్ తర్వాత, బైండర్‌ను తొలగించి, ఒక ప్రత్యేక తాపన ప్రక్రియ ద్వారా గ్రీన్ పార్ట్‌లను సింటరింగ్ చేస్తారు. దీనివల్ల అద్భుతమైన యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు ఉపరితల నాణ్యతతో కూడిన పూర్తిగా సాంద్రమైన సిరామిక్ భాగం ఉత్పత్తి అవుతుంది.
LCM టెక్నాలజీ, టర్బైన్ ఇంజిన్ భాగాల ఇన్వెస్ట్‌మెంట్ కాస్టింగ్ కోసం ఒక వినూత్నమైన, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన మరియు వేగవంతమైన ప్రక్రియను అందిస్తుంది. ఇది ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్ మరియు లాస్ట్ వాక్స్ కాస్టింగ్ కోసం అవసరమయ్యే ఖరీదైన మరియు శ్రమతో కూడిన అచ్చు తయారీని తప్పిస్తుంది.
ఇతర పద్ధతులతో పోలిస్తే చాలా తక్కువ ముడి పదార్థాలను ఉపయోగిస్తూనే, వాటి ద్వారా సాధించలేని డిజైన్లను కూడా LCM సాధించగలదు.
సిరామిక్ పదార్థాలు మరియు LCM సాంకేతికతకు అపారమైన సామర్థ్యం ఉన్నప్పటికీ, AM ఒరిజినల్ ఎక్విప్‌మెంట్ మాన్యుఫ్యాక్చరర్స్ (OEM) మరియు ఏరోస్పేస్ డిజైనర్ల మధ్య ఇప్పటికీ అంతరం ఉంది.
ముఖ్యంగా కఠినమైన భద్రత మరియు నాణ్యతా అవసరాలున్న పరిశ్రమలలో కొత్త తయారీ పద్ధతుల పట్ల ఉండే ప్రతిఘటన ఒక కారణం కావచ్చు. ఏరోస్పేస్ తయారీకి అనేక ధృవీకరణ మరియు అర్హత ప్రక్రియలతో పాటు, క్షుణ్ణమైన మరియు కఠినమైన పరీక్షలు కూడా అవసరం.
3D ప్రింటింగ్ అనేది ప్రధానంగా ఒకేసారి వేగవంతమైన ప్రోటోటైపింగ్ కోసం మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటుందని, గాలిలో ఉపయోగించగల దేనికైనా కాదని భావించడం మరో అడ్డంకి. మళ్ళీ, ఇది ఒక అపార్థం, మరియు 3D ప్రింటెడ్ సిరామిక్ భాగాలను భారీ ఉత్పత్తిలో ఉపయోగించవచ్చని నిరూపించబడింది.
టర్బైన్ బ్లేడ్‌ల తయారీ దీనికి ఒక ఉదాహరణ. ఇక్కడ AM సిరామిక్ ప్రక్రియ ద్వారా సింగిల్ క్రిస్టల్ (SX) కోర్‌లతో పాటు, డైరెక్షనల్ సాలిడిఫికేషన్ (DS) మరియు ఈక్వియాక్సెడ్ కాస్టింగ్ (EX) సూపర్‌అల్లాయ్ టర్బైన్ బ్లేడ్‌లు కూడా ఉత్పత్తి అవుతాయి. సంక్లిష్టమైన బ్రాంచ్ నిర్మాణాలు, బహుళ గోడలు మరియు 200μm కంటే తక్కువ ట్రెయిలింగ్ ఎడ్జ్‌లు కలిగిన కోర్‌లను వేగంగా మరియు తక్కువ ఖర్చుతో ఉత్పత్తి చేయవచ్చు. అంతేకాకుండా, తుది భాగాలలో స్థిరమైన కొలతల కచ్చితత్వం మరియు అద్భుతమైన ఉపరితల ముగింపు ఉంటాయి.
సమాచార మార్పిడిని మెరుగుపరచడం ద్వారా ఏరోస్పేస్ డిజైనర్లను మరియు AM OEMలను ఒకచోట చేర్చవచ్చు, అలాగే LCM మరియు ఇతర సాంకేతికతలను ఉపయోగించి తయారు చేసిన సిరామిక్ భాగాలపై పూర్తి నమ్మకాన్ని పెంచవచ్చు. సాంకేతికత మరియు నైపుణ్యం ఇప్పటికే ఉన్నాయి. AMను కేవలం R&D మరియు ప్రోటోటైపింగ్ కోసం మాత్రమే చూసే ఆలోచనా విధానాన్ని మార్చి, దానిని భారీ స్థాయి వాణిజ్య అనువర్తనాలకు భవిష్యత్ మార్గంగా చూడాల్సిన అవసరం ఉంది.
విద్యతో పాటు, ఏరోస్పేస్ కంపెనీలు సిబ్బంది, ఇంజనీరింగ్ మరియు పరీక్షలలో కూడా సమయాన్ని వెచ్చించవచ్చు. తయారీదారులు లోహాలను కాకుండా, సిరామిక్‌లను మూల్యాంకనం చేయడానికి సంబంధించిన వివిధ ప్రమాణాలు మరియు పద్ధతుల గురించి తప్పనిసరిగా తెలుసుకోవాలి. ఉదాహరణకు, స్ట్రక్చరల్ సిరామిక్స్ కోసం లిథోజ్ యొక్క రెండు ముఖ్యమైన ASTM ప్రమాణాలు బలం పరీక్ష కోసం ASTM C1161 మరియు దృఢత్వం పరీక్ష కోసం ASTM C1421. ఈ ప్రమాణాలు అన్ని పద్ధతుల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన సిరామిక్స్‌కు వర్తిస్తాయి. సిరామిక్ యాడిటివ్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్‌లో, ప్రింటింగ్ దశ అనేది కేవలం ఒక ఫార్మింగ్ పద్ధతి మాత్రమే, మరియు భాగాలు సాంప్రదాయ సిరామిక్స్ లాగానే అదే రకమైన సింటరింగ్‌కు గురవుతాయి. అందువల్ల, సిరామిక్ భాగాల మైక్రోస్ట్రక్చర్ సాంప్రదాయ మెషీనింగ్‌ను చాలా పోలి ఉంటుంది.
పదార్థాలు మరియు సాంకేతికతలో నిరంతర పురోగతి ఆధారంగా, డిజైనర్లకు మరింత డేటా లభిస్తుందని మనం నిశ్చయంగా చెప్పవచ్చు. నిర్దిష్ట ఇంజనీరింగ్ అవసరాలకు అనుగుణంగా కొత్త సిరామిక్ పదార్థాలు అభివృద్ధి చేయబడి, అనుకూలీకరించబడతాయి. AM సిరామిక్స్‌తో తయారు చేసిన భాగాలు ఏరోస్పేస్‌లో ఉపయోగం కోసం ధృవీకరణ ప్రక్రియను పూర్తి చేస్తాయి. మరియు మెరుగైన మోడలింగ్ సాఫ్ట్‌వేర్ వంటి ఉత్తమమైన డిజైన్ సాధనాలను అందిస్తాయి.
LCM సాంకేతిక నిపుణులతో సహకరించడం ద్వారా, ఏరోస్పేస్ కంపెనీలు AM సిరామిక్ ప్రక్రియలను అంతర్గతంగా ప్రవేశపెట్టగలవు. దీనివల్ల సమయం తగ్గడంతో పాటు, ఖర్చులు తగ్గి, కంపెనీ సొంత మేధో సంపత్తిని అభివృద్ధి చేసుకునే అవకాశాలు కూడా ఏర్పడతాయి. ముందుచూపు, దీర్ఘకాలిక ప్రణాళికతో, సిరామిక్ టెక్నాలజీలో పెట్టుబడి పెట్టే ఏరోస్పేస్ కంపెనీలు రాబోయే పదేళ్లలో మరియు ఆ తర్వాత కూడా తమ మొత్తం ఉత్పత్తి పోర్ట్‌ఫోలియోలో గణనీయమైన ప్రయోజనాలను పొందగలవు.
AM సిరామిక్స్‌తో భాగస్వామ్యం ఏర్పరచుకోవడం ద్వారా, ఏరోస్పేస్ ఒరిజినల్ ఎక్విప్‌మెంట్ మాన్యుఫ్యాక్చరర్స్ గతంలో ఊహించలేని భాగాలను ఉత్పత్తి చేయగలుగుతారు.
About the author: Shawn Allan is the vice president of additive manufacturing expert Lithoz. You can contact him at sallan@lithoz-america.com.
సెప్టెంబర్ 1, 2021న ఒహాయోలోని క్లీవ్‌ల్యాండ్‌లో జరిగే సిరామిక్స్ ఎక్స్‌పోలో, సిరామిక్ యాడిటివ్ మాన్యుఫ్యాక్చరింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలను సమర్థవంతంగా తెలియజేయడంలో ఎదురయ్యే ఇబ్బందుల గురించి షాన్ అల్లన్ ప్రసంగించనున్నారు.
హైపర్‌సోనిక్ విమాన వ్యవస్థల అభివృద్ధి దశాబ్దాలుగా ఉన్నప్పటికీ, ఇది ఇప్పుడు అమెరికా జాతీయ రక్షణకు అత్యంత ప్రాధాన్యతగా మారింది, దీనితో ఈ రంగం వేగవంతమైన వృద్ధి మరియు మార్పులకు లోనవుతోంది. ఇది ఒక ప్రత్యేకమైన బహుళ-విషయ రంగం కావడంతో, దీని అభివృద్ధిని ముందుకు తీసుకెళ్లడానికి అవసరమైన నైపుణ్యాలు గల నిపుణులను కనుగొనడమే అసలు సవాలు. అయితే, తగినంత మంది నిపుణులు లేనప్పుడు, అది ఆవిష్కరణలలో ఒక అంతరాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఉదాహరణకు, పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (R&D) దశలో తయారీకి అనువైన రూపకల్పన (DFM)కు మొదటి స్థానం ఇవ్వడం, ఆపై తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన మార్పులు చేయడానికి చాలా ఆలస్యమైనప్పుడు అది తయారీలో అంతరంగా మారడం వంటివి జరుగుతాయి.
కొత్తగా స్థాపించబడిన యూనివర్సిటీ అలయన్స్ ఫర్ అప్లైడ్ హైపర్‌సోనిక్స్ (UCAH) వంటి కూటములు, ఈ రంగాన్ని ముందుకు తీసుకెళ్లడానికి అవసరమైన ప్రతిభను పెంపొందించడానికి ఒక ముఖ్యమైన వాతావరణాన్ని అందిస్తాయి. విద్యార్థులు సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేయడానికి మరియు కీలకమైన హైపర్‌సోనిక్ పరిశోధనను ముందుకు తీసుకెళ్లడానికి విశ్వవిద్యాలయ పరిశోధకులు మరియు పరిశ్రమ నిపుణులతో నేరుగా కలిసి పనిచేయవచ్చు.
UCAH మరియు ఇతర రక్షణ కన్సార్టియాలు తమ సభ్యులకు వివిధ రకాల ఇంజనీరింగ్ ఉద్యోగాలలో పాల్గొనడానికి అధికారం ఇచ్చినప్పటికీ, రూపకల్పన నుండి పదార్థాల అభివృద్ధి మరియు ఎంపిక, తయారీ వర్క్‌షాప్‌ల వరకు విభిన్నమైన మరియు అనుభవజ్ఞులైన ప్రతిభావంతులను పెంపొందించడానికి ఇంకా చాలా కృషి చేయాల్సి ఉంది.
ఈ రంగంలో మరింత శాశ్వతమైన విలువను అందించాలంటే, విశ్వవిద్యాలయాల కూటమి పరిశ్రమ అవసరాలకు అనుగుణంగా నడుచుకోవడం, పరిశ్రమకు తగిన పరిశోధనలో సభ్యులను భాగస్వాములను చేయడం, మరియు ఈ కార్యక్రమంలో పెట్టుబడి పెట్టడం ద్వారా కార్మిక శక్తి అభివృద్ధికి ప్రాధాన్యత ఇవ్వాలి.
హైపర్‌సోనిక్ సాంకేతికతను భారీస్థాయిలో తయారు చేయగల ప్రాజెక్టులుగా మార్చే క్రమంలో, ప్రస్తుతం ఉన్న ఇంజనీరింగ్ మరియు తయారీ రంగాల కార్మికుల నైపుణ్యాల అంతరమే అతిపెద్ద సవాలు. ఆర్&డి మరియు తయారీ రంగాల మధ్య ఉన్న ఈ అంతరాన్ని—అంటే, సముచితంగా 'మృత్యులోయ' అని పిలవబడే దానిని—ప్రారంభ దశ పరిశోధన అధిగమించకపోతే, (ఇలా ఎన్నో ప్రతిష్టాత్మక ప్రాజెక్టులు విఫలమయ్యాయి) అప్పుడు మనం ఒక ఆచరణీయమైన మరియు సాధ్యమైన పరిష్కారాన్ని కోల్పోయినట్లే.
అమెరికా తయారీ పరిశ్రమ సూపర్‌సోనిక్ వేగాన్ని అందుకోగలదు, కానీ దానికి అనుగుణంగా కార్మిక శక్తి పరిమాణాన్ని పెంచితే వెనుకబడిపోయే ప్రమాదం ఉంది. అందువల్ల, ఈ ప్రణాళికలను ఆచరణలో పెట్టడానికి ప్రభుత్వం మరియు విశ్వవిద్యాలయ అభివృద్ధి కన్సార్టియాలు తయారీదారులతో సహకరించుకోవాలి.
తయారీ వర్క్‌షాప్‌ల నుండి ఇంజనీరింగ్ ప్రయోగశాలల వరకు ఈ పరిశ్రమలో నైపుణ్యాల కొరత ఉంది. హైపర్‌సోనిక్ మార్కెట్ పెరిగేకొద్దీ ఈ కొరత మరింత పెరుగుతుంది. అభివృద్ధి చెందుతున్న సాంకేతికతలకు, ఆ రంగంలో పరిజ్ఞానాన్ని విస్తరించడానికి అభివృద్ధి చెందుతున్న శ్రామిక శక్తి అవసరం.
హైపర్‌సోనిక్ పని వివిధ పదార్థాలు మరియు నిర్మాణాలకు సంబంధించిన అనేక కీలక రంగాలను విస్తరించి ఉంటుంది, మరియు ప్రతి రంగానికి దాని స్వంత సాంకేతిక సవాళ్లు ఉంటాయి. వీటికి ఉన్నత స్థాయి, క్షుణ్ణమైన పరిజ్ఞానం అవసరం. అవసరమైన నైపుణ్యం లేకపోతే, అది అభివృద్ధి మరియు ఉత్పత్తికి ఆటంకాలు కలిగించవచ్చు. ఈ పనిని కొనసాగించడానికి మన దగ్గర తగినంత మంది సిబ్బంది లేకపోతే, అధిక వేగవంతమైన ఉత్పత్తికి ఉన్న డిమాండ్‌ను అందుకోవడం అసాధ్యం అవుతుంది.
ఉదాహరణకు, తుది ఉత్పత్తిని తయారు చేయగల వ్యక్తులు మనకు అవసరం. ఆధునిక తయారీ రంగాన్ని ప్రోత్సహించడానికి మరియు తయారీ రంగం పాత్రపై ఆసక్తి ఉన్న విద్యార్థులను చేర్చుకోవడానికి UCAH మరియు ఇతర కన్సార్టియాలు చాలా అవసరం. వివిధ విభాగాల సమన్వయంతో చేసే ప్రత్యేక కార్మిక శక్తి అభివృద్ధి ప్రయత్నాల ద్వారా, రాబోయే కొన్నేళ్లలో హైపర్‌సోనిక్ విమాన ప్రణాళికలలో ఈ పరిశ్రమ తన పోటీతత్వాన్ని నిలుపుకోగలుగుతుంది.
UCAHను స్థాపించడం ద్వారా, రక్షణ శాఖ ఈ రంగంలో సామర్థ్యాలను పెంపొందించడానికి మరింత కేంద్రీకృతమైన విధానాన్ని అవలంబించేందుకు ఒక అవకాశాన్ని కల్పిస్తోంది. విద్యార్థుల ప్రత్యేక నైపుణ్యాలకు శిక్షణ ఇవ్వడానికి కూటమిలోని సభ్యులందరూ కలిసి పనిచేయాలి, తద్వారా మనం పరిశోధన వేగాన్ని పెంచి, కొనసాగించి, మన దేశానికి అవసరమైన ఫలితాలను అందించేలా దానిని విస్తరించగలము.
ప్రస్తుతం మూసివేయబడిన నాసా అడ్వాన్స్‌డ్ కాంపోజిట్స్ అలయన్స్, విజయవంతమైన మానవ వనరుల అభివృద్ధి ప్రయత్నానికి ఒక ఉదాహరణ. పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి (R&D) పనులను పారిశ్రామిక ప్రయోజనాలతో కలపడం వలన ఇది సమర్థవంతంగా పనిచేసింది. ఈ కలయిక, అభివృద్ధి పర్యావరణ వ్యవస్థ అంతటా ఆవిష్కరణలు విస్తరించడానికి వీలు కల్పించింది. పారిశ్రామిక నాయకులు రెండు నుండి నాలుగు సంవత్సరాల పాటు ప్రాజెక్టులపై నాసా మరియు విశ్వవిద్యాలయాలతో నేరుగా కలిసి పనిచేశారు. సభ్యులందరూ వృత్తిపరమైన జ్ఞానాన్ని, అనుభవాన్ని పెంపొందించుకున్నారు, పోటీ లేని వాతావరణంలో సహకరించుకోవడం నేర్చుకున్నారు, మరియు భవిష్యత్తులో కీలక పారిశ్రామిక వ్యక్తులను తీర్చిదిద్దేందుకు కళాశాల విద్యార్థులను ప్రోత్సహించారు.
ఈ రకమైన కార్మిక శక్తి అభివృద్ధి పరిశ్రమలోని లోపాలను పూరిస్తుంది మరియు చిన్న వ్యాపారాలకు వేగంగా ఆవిష్కరణలు చేయడానికి, రంగాన్ని వైవిధ్యపరచడానికి అవకాశాలను అందిస్తుంది, తద్వారా మరింత వృద్ధిని సాధించవచ్చు - ఇది US జాతీయ భద్రత మరియు ఆర్థిక భద్రతా కార్యక్రమాలకు దోహదపడుతుంది.
UCAHతో సహా విశ్వవిద్యాలయాల కూటములు హైపర్‌సోనిక్ రంగంలో మరియు రక్షణ పరిశ్రమలో ముఖ్యమైన ఆస్తులు. వాటి పరిశోధనలు అభివృద్ధి చెందుతున్న ఆవిష్కరణలను ప్రోత్సహించినప్పటికీ, మన తదుపరి తరం శ్రామిక శక్తికి శిక్షణ ఇవ్వగల సామర్థ్యమే వాటి గొప్ప విలువ. ఈ కన్సార్టియం ఇప్పుడు అటువంటి ప్రణాళికలలో పెట్టుబడికి ప్రాధాన్యత ఇవ్వాలి. అలా చేయడం ద్వారా, అవి హైపర్‌సోనిక్ ఆవిష్కరణల దీర్ఘకాలిక విజయాన్ని పెంపొందించడంలో సహాయపడగలవు.
About the author: Kim Caldwell leads Spirit AeroSystems’ R&D program as a senior manager of portfolio strategy and collaborative R&D. In her role, Caldwell also manages relationships with defense and government organizations, universities, and original equipment manufacturers to further develop strategic initiatives to develop technologies that drive growth. You can contact her at kimberly.a.caldwell@spiritaero.com.
సంక్లిష్టమైన, అత్యంత అధునాతన ఇంజనీరింగ్ ఉత్పత్తుల (విమాన విడిభాగాల వంటివి) తయారీదారులు ప్రతిసారీ పరిపూర్ణతకు కట్టుబడి ఉంటారు. రాజీకి ఆస్కారం లేదు.
విమానాల ఉత్పత్తి అత్యంత సంక్లిష్టమైనది కాబట్టి, తయారీదారులు ప్రతి దశపై ఎంతో శ్రద్ధ వహిస్తూ నాణ్యతా ప్రక్రియను జాగ్రత్తగా నిర్వహించాలి. దీనికి, నియంత్రణ అవసరాలను పాటిస్తూనే, మారుతున్న ఉత్పత్తి, నాణ్యత, భద్రత మరియు సరఫరా గొలుసు సమస్యలను ఎలా నిర్వహించాలో మరియు వాటికి ఎలా అనుగుణంగా మారాలనే దానిపై లోతైన అవగాహన అవసరం.
అధిక నాణ్యత గల ఉత్పత్తుల పంపిణీని అనేక అంశాలు ప్రభావితం చేస్తాయి కాబట్టి, సంక్లిష్టమైన మరియు తరచుగా మారే ఉత్పత్తి ఆదేశాలను నిర్వహించడం కష్టం. నాణ్యతా ప్రక్రియ తనిఖీ మరియు రూపకల్పన, ఉత్పత్తి మరియు పరీక్ష యొక్క ప్రతి అంశంలోనూ గతిశీలకంగా ఉండాలి. ఇండస్ట్రీ 4.0 వ్యూహాలు మరియు ఆధునిక తయారీ పరిష్కారాల వల్ల, ఈ నాణ్యతా సవాళ్లను నిర్వహించడం మరియు అధిగమించడం సులభమైంది.
విమానాల ఉత్పత్తిలో సాంప్రదాయకంగా ఎల్లప్పుడూ పదార్థాలపైనే దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది. చాలా నాణ్యతా సమస్యలకు మూలం పెళుసు పగుళ్లు, తుప్పు, లోహ అలసట లేదా ఇతర కారకాలు కావచ్చు. అయితే, నేటి విమానాల ఉత్పత్తిలో నిరోధక పదార్థాలను ఉపయోగించే అధునాతన, అత్యంత ఇంజనీరింగ్ సాంకేతికతలు ఉన్నాయి. ఉత్పత్తి సృష్టిలో అత్యంత ప్రత్యేకమైన మరియు సంక్లిష్టమైన ప్రక్రియలు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ వ్యవస్థలను ఉపయోగిస్తారు. సాధారణ కార్యకలాపాల నిర్వహణ సాఫ్ట్‌వేర్ పరిష్కారాలు ఇకపై అత్యంత సంక్లిష్టమైన సమస్యలను పరిష్కరించలేకపోవచ్చు.
మరింత సంక్లిష్టమైన భాగాలను ప్రపంచ సరఫరా గొలుసు నుండి కొనుగోలు చేయవచ్చు, కాబట్టి అసెంబ్లీ ప్రక్రియ అంతటా వాటిని ఏకీకృతం చేయడంపై ఎక్కువ శ్రద్ధ పెట్టాలి. అనిశ్చితి సరఫరా గొలుసు పర్యవేక్షణకు మరియు నాణ్యత నిర్వహణకు కొత్త సవాళ్లను తెస్తుంది. ఇన్ని భాగాలు మరియు తుది ఉత్పత్తుల నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి మెరుగైన మరియు మరింత సమగ్రమైన నాణ్యత పద్ధతులు అవసరం.
ఇండస్ట్రీ 4.0 అనేది తయారీ పరిశ్రమ అభివృద్ధిని సూచిస్తుంది, మరియు కఠినమైన నాణ్యతా అవసరాలను తీర్చడానికి మరింత అధునాతన సాంకేతికతలు అవసరం. దీనికి తోడ్పడే సాంకేతికతలలో ఇండస్ట్రియల్ ఇంటర్నెట్ ఆఫ్ థింగ్స్ (IIoT), డిజిటల్ థ్రెడ్స్, ఆగ్మెంటెడ్ రియాలిటీ (AR), మరియు ప్రిడిక్టివ్ అనలిటిక్స్ వంటివి ఉన్నాయి.
క్వాలిటీ 4.0 అనేది ఉత్పత్తులు, ప్రక్రియలు, ప్రణాళిక, అనుగుణ్యత మరియు ప్రమాణాలతో కూడిన, డేటా ఆధారిత ఉత్పత్తి ప్రక్రియ నాణ్యతా పద్ధతిని వివరిస్తుంది. ఇది సాంప్రదాయ నాణ్యతా పద్ధతులను భర్తీ చేయడానికి కాకుండా, వాటిపై ఆధారపడి నిర్మించబడింది. సంస్థ యొక్క కార్యప్రవాహాన్ని మార్చడానికి మరియు ఉత్పత్తులు లేదా ప్రక్రియలలో సంభవించే లోపాలను తొలగించడానికి, మెషిన్ లెర్నింగ్, కనెక్టెడ్ పరికరాలు, క్లౌడ్ కంప్యూటింగ్ మరియు డిజిటల్ ట్విన్స్ వంటి అనేక నూతన సాంకేతికతలను ఇది తన పారిశ్రామిక ప్రత్యర్థుల మాదిరిగానే ఉపయోగిస్తుంది. క్వాలిటీ 4.0 ఆవిర్భావం, డేటాపై ఆధారపడటాన్ని పెంచడం ద్వారా మరియు మొత్తం ఉత్పత్తి సృష్టి పద్ధతిలో భాగంగా నాణ్యతను మరింత లోతుగా ఉపయోగించడం ద్వారా కార్యాలయ సంస్కృతిని మరింతగా మారుస్తుందని అంచనా వేయబడింది.
క్వాలిటీ 4.0, ప్రారంభం నుండి డిజైన్ దశ వరకు కార్యాచరణ మరియు నాణ్యత హామీ (QA) సమస్యలను ఏకీకృతం చేస్తుంది. ఉత్పత్తులను ఎలా భావన చేసి, డిజైన్ చేయాలో కూడా ఇందులో భాగంగా ఉంటుంది. ఇటీవలి పరిశ్రమ సర్వే ఫలితాలు చాలా మార్కెట్లలో ఆటోమేటెడ్ డిజైన్ బదిలీ ప్రక్రియ లేదని సూచిస్తున్నాయి. ఈ మాన్యువల్ ప్రక్రియ, అది అంతర్గత లోపమైనా లేదా సరఫరా గొలుసుకు డిజైన్ మరియు మార్పులను తెలియజేయడంలోనైనా, పొరపాట్లకు ఆస్కారం కల్పిస్తుంది.
డిజైన్‌కు అదనంగా, క్వాలిటీ 4.0 వ్యర్థాలను తగ్గించడానికి, పునఃపనిని తగ్గించడానికి మరియు ఉత్పత్తి పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి ప్రక్రియ-కేంద్రీకృత మెషిన్ లెర్నింగ్‌ను కూడా ఉపయోగిస్తుంది. అంతేకాకుండా, ఇది డెలివరీ తర్వాత ఉత్పత్తి పనితీరు సమస్యలను పరిష్కరిస్తుంది, ఉత్పత్తి సాఫ్ట్‌వేర్‌ను రిమోట్‌గా అప్‌డేట్ చేయడానికి ఆన్-సైట్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, కస్టమర్ సంతృప్తిని కాపాడుతుంది మరియు అంతిమంగా పునరావృత వ్యాపారాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. ఇది ఇండస్ట్రీ 4.0కి విడదీయరాని భాగస్వామిగా మారుతోంది.
అయితే, నాణ్యత అనేది కేవలం ఎంపిక చేసిన తయారీ దశలకు మాత్రమే వర్తించదు. క్వాలిటీ 4.0 యొక్క సమగ్రత, తయారీ సంస్థలలో ఒక సమగ్ర నాణ్యతా విధానాన్ని పాదుకొల్పగలదు, తద్వారా డేటా యొక్క పరివర్తన శక్తిని కార్పొరేట్ ఆలోచనా విధానంలో ఒక అంతర్భాగంగా మారుస్తుంది. సంస్థలోని అన్ని స్థాయిలలో దీనిని పాటించడం అనేది మొత్తం నాణ్యతా సంస్కృతి ఏర్పడటానికి దోహదపడుతుంది.
ఏ ఉత్పత్తి ప్రక్రియ కూడా 100% సమయం పరిపూర్ణంగా సాగదు. మారుతున్న పరిస్థితులు ఊహించని సంఘటనలకు దారితీస్తాయి, వాటికి నివారణ చర్యలు అవసరం. నాణ్యతలో అనుభవం ఉన్నవారికి, ఇదంతా పరిపూర్ణత వైపు సాగే ప్రక్రియ అని అర్థమవుతుంది. సమస్యలను వీలైనంత త్వరగా గుర్తించడానికి, నాణ్యతను ప్రక్రియలో భాగంగా చేర్చారని మీరు ఎలా నిర్ధారిస్తారు? మీరు లోపాన్ని కనుగొన్నప్పుడు ఏమి చేస్తారు? ఈ సమస్యకు కారణమయ్యే బాహ్య కారకాలు ఏవైనా ఉన్నాయా? ఈ సమస్య మళ్లీ జరగకుండా నివారించడానికి తనిఖీ ప్రణాళికలో లేదా పరీక్షా విధానంలో మీరు ఎలాంటి మార్పులు చేయగలరు?
ప్రతి ఉత్పత్తి ప్రక్రియకు దానికి సంబంధించిన నాణ్యతా ప్రక్రియ ఉంటుందనే మనస్తత్వాన్ని ఏర్పరచుకోండి. ఒకదానికొకటి సంబంధం ఉండి, నాణ్యతను నిరంతరం కొలిచే భవిష్యత్తును ఊహించుకోండి. యాదృచ్ఛికంగా ఏది జరిగినా, పరిపూర్ణమైన నాణ్యతను సాధించవచ్చు. సమస్యలు తలెత్తక ముందే మెరుగుపరచాల్సిన అంశాలను గుర్తించడానికి, ప్రతి వర్క్ సెంటర్ సూచికలను మరియు కీలక పనితీరు సూచికలను (KPIలను) రోజువారీగా సమీక్షిస్తుంది.
ఈ క్లోజ్డ్-లూప్ వ్యవస్థలో, ప్రతి ఉత్పత్తి ప్రక్రియకు ఒక నాణ్యతా నిర్ధారణ ఉంటుంది. ఇది ప్రక్రియను ఆపడానికి, కొనసాగించడానికి లేదా నిజ-సమయ సర్దుబాట్లు చేయడానికి ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను అందిస్తుంది. ఈ వ్యవస్థ అలసట లేదా మానవ తప్పిదాల వల్ల ప్రభావితం కాదు. ఉన్నత నాణ్యతా స్థాయిలను సాధించడానికి, సైకిల్ సమయాలను తగ్గించడానికి మరియు AS9100 ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా చూసుకోవడానికి, విమానాల ఉత్పత్తి కోసం రూపొందించిన క్లోజ్డ్-లూప్ నాణ్యతా వ్యవస్థ అత్యవసరం.
పదేళ్ల క్రితం, ఉత్పత్తి రూపకల్పన, మార్కెట్ పరిశోధన, సరఫరాదారులు, ఉత్పత్తి సేవలు లేదా వినియోగదారుల సంతృప్తిని ప్రభావితం చేసే ఇతర అంశాలపై నాణ్యత హామీ (QA)ని కేంద్రీకరించాలనే ఆలోచన అసాధ్యంగా ఉండేది. ఉత్పత్తి రూపకల్పన ఉన్నతాధికారుల నుండి వస్తుందని భావిస్తారు; నాణ్యత అంటే, వాటిలోని లోపాలతో సంబంధం లేకుండా, ఈ రూపకల్పనలను అసెంబ్లీ లైన్‌లో అమలు చేయడమే.
ఈ రోజుల్లో, చాలా కంపెనీలు వ్యాపారం చేసే విధానాన్ని పునరాలోచిస్తున్నాయి. 2018 నాటి యథాతథ స్థితి ఇకపై సాధ్యం కాకపోవచ్చు. ఎక్కువ మంది తయారీదారులు మరింత తెలివిగా మారుతున్నారు. మరింత జ్ఞానం అందుబాటులో ఉంది, అంటే సరైన ఉత్పత్తిని మొదటిసారే, అధిక సామర్థ్యం మరియు పనితీరుతో నిర్మించడానికి మెరుగైన తెలివితేటలు ఉన్నాయని అర్థం.