67.3 Studiu de caz DDM: Proiectarea și fabricarea unui dispozitiv de calibrare pentru controlul avionului

În acest proiect, proiectarea și fabricarea unui dispozitiv de calibrare, care este utilizat pentru calibrarea controlului analogic al unui avion, stick de control (Fig. 8) al aeronavei ultrauşoare a fost realizată prin DDM utilizând modelarea prin depunere fuzionată (FDM).


Fig. 8 Sistem stick de control dual

Stick-urile de control, denumite obișnuit joystick-uri, sunt folosite pe majoritatea ultraușoarelor cu 3 axe. Aeronava este controlată prin deflectarea suprafețelor de control al zborului. Acestea sunt suprafețe articulate sau mobile cu care pilotul ajustează atitudinea aeronavei în timpul decolării, manevrelor de zbor și aterizării. Suprafețele de control al zborului sunt operate de pilot prin intermediul unei legături de conectare la pedalele cârmei și a unui jug de comandă. Legătura pilotului cu suprafețele de control se face prin utilizarea stick-ului de control și a pedalelor cârmei (Iskandar și Zuhairi 2012). Este important ca stick-urile de control să fie calibrate în mod obișnuit pentru eficacitatea pilotului de control al avionului.

Model pentru DDM

Prioritatea proiectului se bazează pe acuratețe și compatibilitate, urmate de eficiență și ergonomie umană. Motivul alegerii acestor două ca prioritate principală este că practica actuală de utilizare a dispozitivelor de fixare manuală montate pe podea nu este doar inexactă, ci și voluminoasă și ocupă spațiul de lucru din interiorul aeronavei, constrângând spațiul de deplasare în timpul procesului de măsurare. DDM permite ca modelul acestui produs să fie exact și compact. Modelul a fost axat pe eficiență; ca atare, va fi rapid, ușor și nu sunt necesare alte piese suplimentare pentru asamblarea produsului. În cele din urmă, pentru ergonomia umană, s-a axat pe o manipulare ușoară și, de asemenea, pe o instalare ușoară, fără nicio forță necesară de a aplica din partea tehnicianului, unelte suplimentare necesare pentru a instala sau orice poziție incomodă în instalarea produsului. Cu acest set de focalizări, produsul devine rapid de fabricat, eficient și ușor de utilizat.

Modelare prin depunere fuzionată (FDM)

Mașina utilizată pentru fabricarea produsului a fost Fortus 900mc (Fig. 9), care este cea mai mare mașină FDM din Politehnica Nanyang. Zona de fabricație a produsului din mașina FDM este de 914 x 610 x 914 mm.



Fig. 9 Fortus 900mc

Mașina FDM folosește fișierul STL (Standard Triangulation Language) pentru a citi piesa și a o converti în acțiune de prelucrare. Piesa trebuie să fie orientată spre cea mai bună poziție, luând în considerare geometriile critice, rezistența, finisarea suprafeței și cerințele de suport.

Performanța dispozitivului de calibrare DDM produs prin FDM

Dispozitivul fabricat este ușor pentru o manevrare mai bună, de dimensiuni mici pentru a economisi spațiu de lucru, deoarece urmează să fie montat pe scaunul pilotului în spațiul limitat din cabina de pilotaj și încorporat cu caracteristici de montare a manometrului digital pentru o calibrare exactă (Fig. 10). Găurile pentru șuruburi au fost filetate pe piesa FDM după fabricare. Dispozitivul are o montare securizată într-o singură configurație, ceea ce economisește timp nu numai la instalare, ci și la inspecție. Oferă, de asemenea, o poziție stabilă de măsurare. Această metodă oferă un proces de măsurare precis în care se obțin rezultate exacte, iar acest lucru a fost testat și dovedit prin efectuarea unei inspecții efective a aeronavei.


Fig. 10 Dispozitiv de calibrare produs prin DDM

Dispozitivul de calibrare a fost asociat cu suporturi pentru eleron și elevator, așa cum se arată în Fig. 11, pentru a limita orice mișcare nedorită în timpul procesului de măsurare. Această combinație permite obținerea unor rezultate exacte, oferind o productivitate crescută în lucrările de inspecție și întreținere a avioanelor.


Fig. 11 Suporturi pentru eleron și lift


Fig. 12 Dispozitive existente și îmbunătățite


Fig. 13 Instalații existente și îmbunătățite la fața locului

Beneficiile dispozitivului de calibrare DDM

Comparând între dispozitivul de fixare existent și dispozitivul de fixare DDM (Fig. 12 și 13), este surprinzător să vedem că există multe avantaje adăugate noului dispozitiv de fixare:

(a) Dispozitivul DDM este mult mai ușor, mai mic și compact.
(b) Structura este mult mai puternică deoarece se poate sprijini și poate fi strânsă pe cadrul scaunului.
(c) Material mai puțin utilizat, ceea ce duce la reducerea greutății.
(d) Timpul de fabricație a fost redus.
(e) Ergonomia umană este încorporată.
(f) Capacitate mai bună de blocare și manipulare.
(g) Este mai atrăgător de văzut datorită designului estetic mai bun.

Deoarece dispozitivul DDM este mai mic, mai puternic și mai compact, economisește spațiu de lucru, deoarece este montat pe scaunul pilotului. Acest produs are capacitatea de a oferi montaj securizat într-o singură configurație, ceea ce are ca rezultat o stabilitate mai bună cu o poziție de măsurare stabilă. Această metodă oferă un proces de măsurare precis în care se obțin rezultate exacte atunci când este testată pentru inspecția efectivă a aeronavei. Feedbackul echipei de întreținere este că noul dispozitiv de calibrare DDM le permite să măsoare și să ajusteze toleranțele de microni ale sistemului stick de control. A eliminat problemele de măsurare și a crescut productivitatea acestora în activitatea de inspecție și întreținere.