복합재 자동화에 대한 큰 요구 사항 해결

항공우주 산업은 가까운 장래에 부품을 생산할 수 있는 산업적 역량에 대한 대규모 수요의 결합을 준비하고 있습니다. COVID-19 이전, Boeing 및 Airbus는 향후 20년 동안 40,000대의 상업용 항공기가 필요할 것으로 추정했습니다(현재 약 25,000대가 운용 중인 것과 비교). 미군은 또한 수명이 제한적이고 비용이 매우 저렴한 무인 항공기 떼의 개념을 연구하고 있습니다. 마지막으로, 최초의 에어 택시는 2023년에 서비스될 것으로 예상됩니다. 이러한 모든 개념은 오늘날의 산업 기반을 강조하는 범위와 속도 요구 사항을 충족하기 위해 복합 재료를 많이 사용해야 합니다.

오늘날 복합 재료 산업 기반은 기계 활용률이 20-50%에 불과한 수동 적층 또는 현재의 자동화 적층 기계에 기반을 두고 있습니다. 또한 디지털보다 아날로그에 가깝습니다. 기업은 자산 추적과 같은 특정 문제를 해결하기 위해 디지털에 손을 대고 있지만 진정한 전사적 인더스트리 4.0 환경을 갖춘 제조업체는 거의 없습니다.

미래 항공기의 생산 속도를 달성하려면 항공우주 산업이 상태를 변경해야 합니다. 첫째, 복합 재료의 자동화는 다가오는 생산 물결을 가능하게 하는 주요 구성 요소가 되어야 합니다. 제대로 수행되면 자동화는 상당한 자본 투자의 필요성을 완화하고 항공기 제조를 위한 새로운 숙련 노동자의 수를 줄입니다. 둘째, 복합 재료 커뮤니티는 제조 및 조립 중에 생성된 데이터에서 실행 가능한 통찰력을 얻기 위해 인더스트리 4.0 개념을 수용해야 합니다. 항공우주 복합 재료 생산에 자동화 및 Industry 4.0을 사용할 수 있도록 하기 위한 향후 연구의 주요 주제는 다음과 같습니다.

• 과학 도구 제조
  미래 상태: 제조 수명 주기의 시점에 따라 무역 공간을 일관되게 평가할 수 있는 민주화된 제조 도구를 위한 설계 세트입니다.
  
  잠재적 솔루션: AI/머신 러닝, 자동화, 데이터, 분석, 제조 및 제품을 통합합니다. 시뮬레이션, 3D 시각화, 분석 및 협업 도구로 구성된 통합 컴퓨터 기반 시스템을 사용하여 전체 제조 프로세스의 가상 표현을 개발합니다.
• 저비용의 민첩한 제조 및 처리
  미래 상태: 저비용 제조 프로세스 기능에 대한 확실한 이해. 식별된 프로세스로 인해 설계가 제한되어 설계 주기 시간이 50% 단축됩니다. 급증하는 수요와 다양한 제품 조합을 충족하도록 신속하게 재구성할 수 있는 제조 라인.
  
  잠재적 솔루션: 차세대 자동화. 자동 섬유 배치/자동 예인 장비의 사용 개선. 복잡한 형상 부품(열경화성 및 열가소성)의 핸드 레이업 및 성형을 위한 로봇 솔루션. 협동로봇. 다른 시스템에 통합하기 위해 다시 프로그래밍하거나 용도를 변경할 수 있는 유연한 로봇 시스템입니다.
• 검사
  미래 상태: 우리는 비간섭 공정 중 센서와 제조 상태 및 사용 중 조건에 적용되는 증명 테스트의 대안을 원합니다.
  
  잠재적 솔루션: 검사에서 측정으로 이동합니다. 이를 위해서는 규제 요구 사항을 충족하기에 충분한 수준에서 제조 시뮬레이션 및 공정 측정, 사용 중인 구조 시뮬레이션 및 측정이 필요합니다. 인더스트리 4.0 도구를 사용하여 단순히 추적하는 것이 아니라 부품 또는 어셈블리의 상태를 이해하도록 합니다.

SME는 이러한 요구 사항을 해결하기 위해 복합 재료 자동화에 대한 기술 커뮤니티를 시작했습니다. 저는 기술 커뮤니티의 일원이며 우리가 시작하는 토론에 대한 의견을 환영합니다.