कार्बन पीकिंग और कार्बन न्यूट्रैलिटी को पहली बार 2021 में चीनी सरकार की कार्य रिपोर्ट में लिखे जाने के बाद, चल रहे दो सत्रों में कार्बन तटस्थता एक बार फिर चर्चा का विषय बन गई है। ग्लोबल वार्मिंग ने जलवायु जोखिमों को बढ़ा दिया है, और कार्बन तटस्थता हासिल करना आज की दुनिया में सबसे जरूरी मिशन है। वैश्विक स्तर पर कार्बन उत्सर्जन की कुल मात्रा को देखते हुए, विमानन उद्योग वास्तव में कार्बन उत्सर्जन का एक बहुत बड़ा घर नहीं है, लेकिन कार्बन उत्सर्जन में कमी के मामले में यह निश्चित रूप से एक "कठिन घर" है। विमानों की संख्या में वृद्धि के साथ, एयरोस्पेस उद्योग में कार्बन तटस्थता के स्थापित लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए विभिन्न ऊर्जा-बचत और उत्सर्जन में कमी के साधनों को लगातार तलाशना और सुधारना अभी भी एक चुनौतीपूर्ण कार्य है।
Additive विनिर्माण विमानन उद्योग में जीवनचक्र कार्बन तटस्थता को सक्षम बनाता है
शिक्षाविद लू बिंगहेंग ने बताया: "भविष्य में, चीन के विनिर्माण उद्योग को तीन भागों में विभाजित किया जाएगा: सामग्री, सामग्री में कमी और सामग्री में वृद्धि।" विशेष रूप से विमानन क्षेत्र में, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के अनूठे फायदे हैं जैसे कि विमान के वजन को कम करना, जटिल भागों का निर्माण, और घटक एकीकरण को साकार करना, जिसने महान मूल्य और व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं दिखाई हैं। घरेलू बड़े यात्री विमान C919 के हिस्से सेंट्रल विंग लाइन को संसाधित करने के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक का उपयोग करते हैं; बोइंग 787 ड्रीमलाइनर में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी द्वारा बनाए गए 30 हिस्से हैं; GE के उन्नत एयरो-इंजन GE9X में एक तिहाई से अधिक घटक हैं यह योज्य निर्माण द्वारा किया जाता है।
जब हम विकास के दृष्टिकोण से एयरोस्पेस उत्पाद डिजाइन और निर्माण, हवाई परिवहन, उत्पाद रखरखाव और रखरखाव के पूरे उत्पाद जीवन चक्र पर विचार करते हैं, तो एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक की विशेषताएं यह निर्धारित करती हैं कि कार्बन तटस्थता के मामले में पारंपरिक विनिर्माण पर इसके काफी फायदे हैं।
डिजाइन और निर्माण
1. मोल्ड खोलने की जरूरत नहीं है, तेजी से चलना। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी का सबसे प्रमुख लाभ यह है कि किसी भी आकार के हिस्सों को सीधे मशीनिंग या किसी मोल्ड के बिना कंप्यूटर ग्राफिक्स डेटा से उत्पन्न किया जा सकता है, जो पुनरावृत्ति प्रक्रिया को बहुत कम कर देगा, उत्पाद विकास और निर्माण चक्र को छोटा कर देगा, और ऊर्जा में वृद्धि करेगा। विकास की प्रक्रिया। खपत में काफी कमी आई है। बेहांग विश्वविद्यालय के प्रोफेसर वांग हुआमिंग ने एक बार कहा था कि चीन अब केवल 55 दिनों में C919 विमान के कॉकपिट ग्लास विंडो फ्रेम को प्रिंट करने के लिए एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक का उपयोग कर सकता है, जबकि एक यूरोपीय विमान निर्माण कंपनी ने कहा कि वे कम से कम 2 के लिए एक ही चीज़ का उत्पादन करेंगे। वर्षों। सामग्री निर्माण तकनीक उत्पादन चक्र को बहुत छोटा करती है और दक्षता में सुधार करती है।
2. शुद्ध आकार, उच्च सामग्री उपयोग दर। एक महत्वपूर्ण तरीका है कि योज्य निर्माण कार्बन तटस्थ हो सकता है, प्रत्येक भाग, घटक और उत्पाद के लिए कम सामग्री का उपयोग करना है। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एक शुद्ध आकार है, जो पारंपरिक निर्माण की कटिंग, मिलिंग और ग्राइंडिंग प्रक्रिया में उत्पन्न कचरे को बहुत कम करता है, और अंतिम उत्पाद की सामग्री उपयोग दर में बहुत सुधार होता है। इसके अलावा, टोपोलॉजी ऑप्टिमाइज़ेशन के माध्यम से, जाली संरचनाओं, जाली संरचनाओं आदि का निर्माण भी सामग्री को बचाने के उद्देश्य को प्राप्त कर सकता है।
3. कार्यात्मक संरचना एकीकरण, प्रसंस्करण और विधानसभा प्रक्रियाओं को कम करना। एडिटिव टेक्नोलॉजी के लिए पारंपरिक टूल और फिक्स्चर और कई प्रोसेसिंग प्रक्रियाओं की आवश्यकता नहीं होती है, और यह एक डिवाइस पर किसी भी जटिल आकार के भागों का त्वरित और सटीक निर्माण कर सकता है, जिससे पार्ट फ़ंक्शंस और संरचनाओं के एकीकरण को महसूस किया जा सकता है, और प्रसंस्करण प्रक्रियाओं और असेंबली को बहुत कम किया जा सकता है। विनिर्माण प्रक्रिया के निम्न कार्बन लक्ष्य को प्राप्त करने की प्रक्रिया।
Aइर फ्रेट
1. वजन कम करें और ईंधन की खपत कम करें। विमानन उपकरणों के लिए, वजन में कमी इसका शाश्वत विषय है, और वजन में 5 प्रतिशत की कमी से ईंधन की खपत में 20 प्रतिशत की बचत हो सकती है। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग विमान के घटकों के वजन को कम करके परिवहन के दौरान ऊर्जा की खपत को कम कर सकता है।
2. इंजन दहन दक्षता में सुधार और ईंधन की खपत को कम करना। इंजन के अंदर, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक दहन कक्ष और कई संरचनात्मक तत्वों के निर्माण को पूरा करती है, जो इंजन को सरल, हल्का और अधिक कॉम्पैक्ट बनाता है, जो इसे अकेले डिजाइन द्वारा ईंधन दक्षता में सुधार करके 15 प्रतिशत तक ईंधन बचाने की अनुमति देता है।
3. मांग पर प्रिंट करें, ऊर्जा की बर्बादी को कम करें। ऑन-साइट और प्रिंट-ऑन-डिमांड विनिर्माण समग्र ऊर्जा अपशिष्ट को कम करता है और कार्बन पदचिह्न को कम करता है। असेंबली, परिवहन, रसद, भंडारण इत्यादि जैसी पर्यावरणीय लागतें वस्तुतः समाप्त हो जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऊर्जा और संसाधन उपयोग में सुधार होता है।
मरम्मत और रखरखाव
1. पुनर्चक्रण, हरा और कम कार्बन। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग मिलिंग तकनीक के माध्यम से छूटे हुए हिस्सों के पुन: उपयोग का एहसास कर सकता है, और एक सर्कुलर इकोनॉमी की दिशा में एविएशन मैन्युफैक्चरिंग इंडस्ट्री के विकास का एहसास कर सकता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में MolyWorks का तकनीकी विचार धातु मुद्रण कचरे को उच्च गुणवत्ता वाले पाउडर में परिवर्तित करना है। साथ ही, कंपनी ने "मोबाइल फाउंड्री" व्यवसाय विकास मॉडल का प्रस्ताव रखा है, यानी धातु के कचरे को पचाया जाता है और मौके पर ही उच्च गुणवत्ता वाले पाउडर में बदल दिया जाता है।
3. भागों के स्क्रैपिंग से बचने के लिए आंशिक मरम्मत। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग की परत-दर-परत निर्माण विशेषताओं के आधार पर, केवल क्षतिग्रस्त हिस्से को एक विशेष सब्सट्रेट के रूप में माना जाता है, और क्षतिग्रस्त हिस्से पर लेजर थ्री-डायमेंशनल फॉर्मिंग द्वारा भाग के आकार को बहाल किया जा सकता है, और प्रदर्शन मिल सकता है उपयोग की आवश्यकताएं। नई सामग्री और भागों के उत्पादन में खपत ऊर्जा की बचत, भागों निर्माण प्रक्रिया का एक अच्छा निम्न-कार्बन चक्र महसूस किया जाता है। उदाहरण के लिए, टरबाइन डिस्क भागों के लिए, जब डिस्क पर एक ब्लेड क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो डिस्क के कार्य को बहाल करने और संपूर्ण टरबाइन डिस्क के स्क्रैपिंग से बचने के लिए क्षतिग्रस्त ब्लेड की मरम्मत के लिए केवल एडिटिव निर्माण तकनीक का उपयोग करना आवश्यक है।
3. भागों के प्रदर्शन में सुधार और सेवा जीवन में वृद्धि। भागों की संरचना को अनुकूलित करके, भागों के तनाव को सबसे उचित तरीके से वितरित किया जा सकता है, जिससे थकान दरार के जोखिम को कम किया जा सकता है, जिससे सेवा जीवन में वृद्धि और कार्बन पदचिह्न को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अमेरिकी F16 फाइटर पर 3D तकनीक द्वारा बनाया गया लैंडिंग गियर न केवल उपयोग के मानक को पूरा करता है, बल्कि इसका औसत जीवन काल मूल के 2.5 गुना है।
भविष्य के निर्देशों के लिए सुझाव
विमानन उद्योग में कार्बन तटस्थता प्राप्त करने के लिए योज्य निर्माण की क्षमता में और सुधार करने के लिए, निम्नलिखित विकास निर्देश प्रस्तावित हैं।
1. सामग्री सूक्ष्म संरचना अनुकूलन। सामग्री चयन के बुद्धिमान अनुकूलन का एहसास करने के लिए सामग्री जीनोम के माध्यम से एक पेशेवर डेटाबेस स्थापित किया जाता है। संरचना, प्रक्रिया, सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन के बीच आंतरिक संबंध स्थापित करके, कार्बन तटस्थता आवश्यकताओं को पूरा करने वाले सूक्ष्म संरचना को सामग्री के गुणों के अनुसार डिज़ाइन किया गया है।
2. संरचनात्मक और बहु-विषयक टोपोलॉजी अनुकूलन। बहु-भौतिकी-संचालित वॉल्यूम डिज़ाइन का परिचय दें, बहु-स्तरीय सुविधाओं और बहु-प्रकार की सामग्रियों को डिजिटल रूप से एकीकृत करें, आवश्यक यांत्रिक गुणों को बनाए रखें, और सामग्री की खपत को कम करने और घटकों के वजन को कम करने के लिए संरचनात्मक-फ़ंक्शन फ़्यूज़न प्राप्त करें।
3. आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और डेटा ट्विन तकनीक का संयोजन। प्रक्रिया निगरानी, सूचना धारणा, मशीन सीखने, कृत्रिम बुद्धि, डेटाबेस इत्यादि जैसे उन्नत उपकरण या प्रौद्योगिकियों को एकीकृत करें। औद्योगिक इंटरनेट को एक योगात्मक विनिर्माण डिजिटल जुड़वां में एकीकृत करें, ताकि डेटा और मॉडल को क्लाउड प्लेटफॉर्म के माध्यम से साझा और विश्लेषण किया जा सके, और एडिटिव डिजिटल इकोसिस्टम में सुधार किया जा सकता है। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एयरक्राफ्ट पार्ट्स मैन्युफैक्चरिंग के हर लिंक में कार्बन को कम करने में अहम भूमिका निभा सकता है।