วัสดุคอมโพสิต: บินสูง!
การลดน้ำหนักถือเป็นความท้าทายครั้งยิ่งใหญ่สำหรับอุตสาหกรรมอากาศยานในปัจจุบัน ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น การใช้เชื้อเพลิงที่ลดลง และการปล่อยมลพิษที่ลดลง สามารถมอบข้อได้เปรียบที่สำคัญให้กับผู้ผลิตในตลาดที่มีการแข่งขัน และการใช้วัสดุคอมโพสิตยังมอบโอกาสในด้านต่างๆ เหล่านี้อีกด้วยน้ำหนักและความสมดุลของเครื่องบินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยในการบินและเป็นความท้าทายครั้งสำคัญสำหรับอุตสาหกรรมอากาศยาน ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น การใช้เชื้อเพลิงที่ลดลง และการปล่อยมลพิษที่ลดลง สามารถมอบข้อได้เปรียบที่สำคัญให้กับผู้ผลิตในตลาดที่มีการแข่งขัน และการใช้วัสดุคอมโพสิตขั้นสูงยังมอบโอกาสในด้านต่างๆ เหล่านี้อีกด้วย
หลังจากที่ประสบกับภาวะตกต่ำเป็นเวลาหลายปีหลังจากเหตุการณ์ 9/11 และภาวะเศรษฐกิจถดถอยทั่วโลก อุตสาหกรรมการบินทั่วโลกก็เติบโตอย่างแข็งแกร่งในช่วง 3—4 ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ราคาน้ำมันที่สูงขึ้น ภาวะเศรษฐกิจที่ซบเซา และการแข่งขันที่เพิ่มมากขึ้น เป็นความจริงที่ส่งผลกระทบต่อศักยภาพในการสร้างรายได้ของธุรกิจสายการบินทั่วโลกในปัจจุบัน
วิธีหนึ่งที่ผู้ผลิตสามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ก็คือการลดน้ำหนัก ซึ่งจะช่วยลดทั้งการใช้เชื้อเพลิงในเครื่องบินและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ส่งผลให้มีการใช้วัสดุคอมโพสิตในเครื่องบินพาณิชย์รุ่นล่าสุดเพิ่มขึ้น 50 เปอร์เซ็นต์
พลังของวัสดุคอมโพสิต
คอมโพสิตเป็นวัสดุผสมตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปที่มีลักษณะไม่เหมือนกันมารวมกัน เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ดีที่สุดหรือมอบคุณลักษณะใหม่ๆ ที่วัสดุทั้งสองชนิดไม่สามารถทำได้ด้วยตัวของมันเอง เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยแก้ไขปัญหาต่างๆ ได้มากมาย เช่น การลดน้ำหนักของชิ้นส่วนโลหะที่มีอยู่ หลีกเลี่ยงการกัดกร่อน และการออกแบบไม่ให้มีเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือน
วัสดุคอมโพสิตมีความสำคัญต่ออุตสาหกรรมอากาศยาน เนื่องจากวัสดุคอมโพสิตมีความแข็งแรงเชิงโครงสร้างเท่าเทียมหรือมากกว่าเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนโลหะ และไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบากว่าเหล่านี้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซม ทำให้ชิ้นส่วนมีความแข็งแรงเท่ากันหรือสูงกว่าแต่มีน้ำหนักเบาลง โดยทั่วไปมักพบในเครื่องบิน ได้แก่ คาร์บอนไฟเบอร์ ใยแก้ว และเส้นใยเคฟล่า (อะรามิด) ในชิ้นส่วนโครงสร้าง ร่วมกับคอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิกที่ใช้ในชิ้นส่วนเบรก การเผาไหม้ และไอเสีย
วัสดุคอมโพสิตโดยทั่วไปสามารถลดน้ำหนักโครงสร้างโดยรวมได้ 20—50 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง วัสดุคอมโพสิตยังช่วยลดต้นทุนในการประกอบชิ้นส่วนต่างๆ เนื่องจากต้องใช้ตัวยึด สลักเกลียว และอื่นๆ น้อยมาก และในบางกรณีสามารถรวมชิ้นส่วนหลายชิ้นให้เป็นชิ้นส่วนคอมโพสิตชิ้นเดียวได้
อย่างไรก็ตาม การใช้คอมโพสิตสร้างความท้าทายหลายประการสำหรับผู้ผลิตเครื่องบิน เช่นเดียวกับการตัดเฉือนโลหะ คอมโพสิตมีข้อกำหนดการผลิตเฉพาะที่ต้องได้รับการดูแลรักษาเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนเป็นไปตามข้อกำหนด ทั้งนี้ ควบคู่ไปกับกระบวนการอัตโนมัติขั้นสูงเพื่อช่วยลดต้นทุนการผลิต คอมโพสิตยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ในกรณีส่วนใหญ่ มีเพียงผู้ผลิตเฉพาะทางเท่านั้นที่สามารถผลิตคอมโพสิตได้ เนื่องจากสามารถลงทุนในเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับวัสดุเหล่านี้โดยเฉพาะ และรองรับอัตราการสร้างเครื่องบินที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง
บินให้ไกลยิ่งขึ้นด้วยการสนับสนุนจาก Seco
ผลิตภัณฑ์ของ Seco ประกอบด้วยดอกกัดคาร์ไบด์เคลือบเพชรเป็นหลัก เครื่องมือเหล่านี้สร้างคุณภาพพื้นผิวที่ดีมากในขณะที่ยังความเร็วและอัตราป้อนที่สูงมาก Seco ยังคงนำเสนอคมตัดปลายเชื่อม PCD (Poly-Crystalline-Diamond) ซึ่งเหมาะสำหรับสภาวะการตัดเฉือนที่ยากลำบากบนวัสดุชิ้นงานที่ท้าทาย
ปัญหาทั่วไปเมื่อเจาะวัสดุคอมโพสิต ได้แก่ การแยกชั้น แตกเป็นเสี่ยง และผิวสำเร็จที่ไม่ดี การใช้รูปทรงปลายที่เหมาะสม ทำให้คุณภาพของรูดีขึ้นและมั่นคงขึ้น ขณะที่การเคลือบเพชรหรือ PCD ช่วยให้ได้ข้อมูลการตัดเฉือนที่แข่งขันได้และเครื่องมือมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น Seco ได้เปิดตัวเครื่องจักรมาตรฐานใหม่สองรุ่นสำหรับวัสดุไฮบริดซ้อนกัน ได้แก่: JC898 และ JC899
เครื่องมือกัดหยาบ JC898 เป็นเครื่องมือที่มีอัตราป้อนสูงพร้อมกับช่องจ่ายน้ำหล่อเย็นภายใน เพื่อขจัดวัสดุส่วนเกินด้วยระบบลมอัด เครื่องมือผิวสำเร็จ JC899 มีการออกแบบรูปทรงคู่ที่ได้รับสิทธิบัตร และใช้รอบการกัดข้างแบบวงกลมเพื่อทำผิวสำเร็จชิ้นส่วน
เมื่อมองไปในอนาคต เป็นที่ชัดเจนว่าอุตสาหกรรมอากาศยานจะยังคงต้องการเครื่องบินที่มีน้ำหนักเบาและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ในที่สุด เราอาจเห็นเครื่องบินที่ทำจากคอมโพสิตทั้งหมดแทนที่จะเป็นโลหะ แต่ในตอนนี้เครื่องบินยังคงเป็นคอมโพสิตบางส่วน ในระยะสั้น เราน่าจะเห็นการพัฒนาของกระบวนการและการใช้งานสำหรับการใช้วัสดุรีไซเคิลและเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดต้นทุนการผลิตเนื่องจากวัสดุคอมโพสิตยังคงมีราคาแพงในการผลิต
