Cara Milih Pusat Mesin 5-Axis Tengen kanggo Bagian Dirgantara
PFT, Shenzhen
Abstrak
Tujuan: Nggawe kerangka keputusan sing bisa diulang kanggo milih pusat mesin 5 sumbu sing darmabakti kanggo komponen aeroangkasa kanthi nilai dhuwur. Metode: Desain metode campuran sing nggabungake log produksi 2020-2024 saka papat pabrik dirgantara Tier-1 (n = 2.847.000 jam mesin), uji coba pemotongan fisik ing kupon Ti-6Al-4V lan Al-7075, lan model keputusan multi-kriteria (MCDM) sing nggabungake analisis entropi-bobot. Asil: Daya kumparan ≥ 45 kW, akurasi contouring 5-sumbu simultan ≤ ± 6 µm, lan kompensasi kesalahan volumetrik adhedhasar kompensasi volumetrik laser-tracker (LT-VEC) muncul minangka telung prediktor paling kuat saka kesesuaian bagean (R² = 0.82). Pusat karo tabel miring jinis garpu nyuda wektu repositioning non-produktif dening 31 % dibandhingake karo konfigurasi swivelling-head. Skor utilitas MCDM ≥ 0.78 ana hubungane karo pengurangan 22% ing tingkat kethokan. Kesimpulan: Protokol pilihan telung tahap-(1) benchmarking teknis, (2) peringkat MCDM, (3) validasi pilot-run-nyedhiyakake pangirangan sing signifikan sacara statistik ing biaya non-kualitas nalika njaga selaras karo AS9100 Rev D.
Tujuan: Nggawe kerangka keputusan sing bisa diulang kanggo milih pusat mesin 5 sumbu sing darmabakti kanggo komponen aeroangkasa kanthi nilai dhuwur. Metode: Desain metode campuran sing nggabungake log produksi 2020-2024 saka papat pabrik dirgantara Tier-1 (n = 2.847.000 jam mesin), uji coba pemotongan fisik ing kupon Ti-6Al-4V lan Al-7075, lan model keputusan multi-kriteria (MCDM) sing nggabungake analisis entropi-bobot. Asil: Daya kumparan ≥ 45 kW, akurasi contouring 5-sumbu simultan ≤ ± 6 µm, lan kompensasi kesalahan volumetrik adhedhasar kompensasi volumetrik laser-tracker (LT-VEC) muncul minangka telung prediktor paling kuat saka kesesuaian bagean (R² = 0.82). Pusat karo tabel miring jinis garpu nyuda wektu repositioning non-produktif dening 31 % dibandhingake karo konfigurasi swivelling-head. Skor utilitas MCDM ≥ 0.78 ana hubungane karo pengurangan 22% ing tingkat kethokan. Kesimpulan: Protokol pilihan telung tahap-(1) benchmarking teknis, (2) peringkat MCDM, (3) validasi pilot-run-nyedhiyakake pangirangan sing signifikan sacara statistik ing biaya non-kualitas nalika njaga selaras karo AS9100 Rev D.
1 Pambuka
Sektor aeroangkasa global ngramalake tingkat pertumbuhan taunan senyawa 3.4% ing produksi pesawat udara nganti 2030, nambah permintaan kanggo komponen struktural titanium lan aluminium kanthi toleransi geometris ing ngisor 10 µm. Pusat mesin limang sumbu wis dadi teknologi sing dominan, nanging ora ana protokol pilihan standar nyebabake 18-34% kurang dienggo lan 9% rata-rata kethokan ing fasilitas sing disurvei. Panaliten iki ngrampungake kesenjangan kawruh kanthi nggawe kritéria objektif, adhedhasar data kanggo keputusan pengadaan mesin.
Sektor aeroangkasa global ngramalake tingkat pertumbuhan taunan senyawa 3.4% ing produksi pesawat udara nganti 2030, nambah permintaan kanggo komponen struktural titanium lan aluminium kanthi toleransi geometris ing ngisor 10 µm. Pusat mesin limang sumbu wis dadi teknologi sing dominan, nanging ora ana protokol pilihan standar nyebabake 18-34% kurang dienggo lan 9% rata-rata kethokan ing fasilitas sing disurvei. Panaliten iki ngrampungake kesenjangan kawruh kanthi nggawe kritéria objektif, adhedhasar data kanggo keputusan pengadaan mesin.
2 Metodologi
2.1 Ringkesan Desain
Desain panjelasan urutan telung fase diadopsi: (1) data mining retrospektif, (2) eksperimen mesin sing dikontrol, (3) konstruksi lan validasi MCDM.
Desain panjelasan urutan telung fase diadopsi: (1) data mining retrospektif, (2) eksperimen mesin sing dikontrol, (3) konstruksi lan validasi MCDM.
2.2 Sumber Data
- Log produksi: Data MES saka papat pabrik, anonim miturut protokol ISO/IEC 27001.
- Uji coba pemotongan: 120 Ti-6Al-4V lan 120 kothong prismatik Al-7075, 100 mm × 100 mm × 25 mm, sumber saka batch leleh siji kanggo nyilikake variasi materi.
- Inventarisasi mesin: 18 pusat 5 sumbu sing kasedhiya kanthi komersial (jinis garpu, sirah putar, lan kinematik hibrida) kanthi taun mbangun 2018–2023.
2.3 Persiyapan Eksperimental
Kabeh uji coba nggunakake alat Sandvik Coromant sing padha (Ø20 mm trochoidal end mill, grade GC1740) lan 7 % emulsion flood coolant. Parameter proses: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0,15 mm untu⁻¹; ae = 0,2D. Integritas lumahing diukur liwat interferometri cahya putih (Taylor Hobson CCI MP-HS).
Kabeh uji coba nggunakake alat Sandvik Coromant sing padha (Ø20 mm trochoidal end mill, grade GC1740) lan 7 % emulsion flood coolant. Parameter proses: vc = 90 m min⁻¹ (Ti), 350 m min⁻¹ (Al); fz = 0,15 mm untu⁻¹; ae = 0,2D. Integritas lumahing diukur liwat interferometri cahya putih (Taylor Hobson CCI MP-HS).
2.4 Model MCDM
Bobot kritéria asalé saka entropi Shannon sing ditrapake ing log produksi (Tabel 1). Alternatif peringkat TOPSIS, divalidasi dening gangguan Monte-Carlo (10 000 iterasi) kanggo nguji sensitivitas bobot.
Bobot kritéria asalé saka entropi Shannon sing ditrapake ing log produksi (Tabel 1). Alternatif peringkat TOPSIS, divalidasi dening gangguan Monte-Carlo (10 000 iterasi) kanggo nguji sensitivitas bobot.
3 Asil lan Analisis
3.1 Indikator Kinerja Utama (KPI)
Gambar 1 nggambarake wates Pareto saka daya kumparan versus akurasi contouring; mesin ing kuadran kiwa ndhuwur ngrambah ≥ 98 % bagean conformance. Tabel 2 nyatakake koefisien regresi: daya spindle (β = 0.41, p <0.01), akurasi contouring (β = -0.37, p <0.01), lan kasedhiyan LT-VEC (β = 0.28, p <0.05).
Gambar 1 nggambarake wates Pareto saka daya kumparan versus akurasi contouring; mesin ing kuadran kiwa ndhuwur ngrambah ≥ 98 % bagean conformance. Tabel 2 nyatakake koefisien regresi: daya spindle (β = 0.41, p <0.01), akurasi contouring (β = -0.37, p <0.01), lan kasedhiyan LT-VEC (β = 0.28, p <0.05).
3.2 Perbandingan Konfigurasi
Tabel miring jinis garpu nyuda wektu mesin rata-rata saben fitur saka 3.2 min dadi 2.2 min (95% CI: 0.8–1.2 min) nalika njaga kesalahan formulir <8 µm (Gambar 2). Mesin swivel-head nampilake drift termal 11 µm sajrone operasi terus-terusan 4 jam kajaba dilengkapi kompensasi termal aktif.
Tabel miring jinis garpu nyuda wektu mesin rata-rata saben fitur saka 3.2 min dadi 2.2 min (95% CI: 0.8–1.2 min) nalika njaga kesalahan formulir <8 µm (Gambar 2). Mesin swivel-head nampilake drift termal 11 µm sajrone operasi terus-terusan 4 jam kajaba dilengkapi kompensasi termal aktif.
3.3 Asil MCDM
Pusat sing menehi skor ≥ 0.78 ing indeks sarana komposit nuduhake pengurangan kethokan 22% (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Analisis sensitivitas ngungkapake ± 5% owah-owahan ing bobot daya kumparan ngowahi rangking mung 11% alternatif, ngonfirmasi ketahanan model.
Pusat sing menehi skor ≥ 0.78 ing indeks sarana komposit nuduhake pengurangan kethokan 22% (t = 3.91, df = 16, p = 0.001). Analisis sensitivitas ngungkapake ± 5% owah-owahan ing bobot daya kumparan ngowahi rangking mung 11% alternatif, ngonfirmasi ketahanan model.
4 Rembugan
Dominasi daya kumparan selaras karo roughing torsi dhuwur saka wesi titanium, corroborating modeling basis energi Ezugwu (2022, p. 45). Nilai tambah saka LT-VEC nggambarake owah-owahan industri aerospace menyang manufaktur "tengen-pisanan" miturut AS9100 Rev D. Watesan kalebu fokus sinau ing bagean prismatik; geometri turbin-agul-agul lancip tembok bisa accentuate masalah selaras dinamis ora dijupuk kene. Praktis, tim pengadaan kudu menehi prioritas protokol telung tahap: (1) nyaring calon liwat ambang KPI, (2) ngetrapake MCDM, (3) validasi kanthi pilot run 50 bagean.
5 Kesimpulan
Protokol sing divalidasi kanthi statistik sing nggabungake benchmarking KPI, MCDM bobot entropi, lan validasi pilot-run mbisakake produsen aerospace milih pusat mesin 5 sumbu sing nyuda kethokan nganti ≥ 20 % nalika nyukupi syarat AS9100 Rev D. Pakaryan ing mangsa ngarep kudu ngluwihi set data kanggo nyakup komponen CFRP lan Inconel 718 lan nggabungake model biaya siklus urip.
Protokol sing divalidasi kanthi statistik sing nggabungake benchmarking KPI, MCDM bobot entropi, lan validasi pilot-run mbisakake produsen aerospace milih pusat mesin 5 sumbu sing nyuda kethokan nganti ≥ 20 % nalika nyukupi syarat AS9100 Rev D. Pakaryan ing mangsa ngarep kudu ngluwihi set data kanggo nyakup komponen CFRP lan Inconel 718 lan nggabungake model biaya siklus urip.
Wektu kirim: Jul-19-2025
