航空航天制造的质量注意事项

与航空航天客户合作的制造商知道，为航空航天应用生产的零件必须满足严格的功能和法规要求。航空航天零件不仅比为其他行业应用创建的零件更专业；它们也更有可能是关键任务，这意味着故障将导致设备损失以及对操作员、乘客或旁观者的潜在伤害。

工程师需要确保生产的每个部件都能始终如一地可靠地满足应用要求，这需要对组件进行严格的标准、测试和检查，以验证功能是否正确并确保优先考虑安全性。

航空航天项目往往有更高的预算和更长的开发周期，这通常意味着需要更多的初始规划来确保项目的最终成功。本文将重点介绍产品团队可能会遇到的航空航天零件的一些关键设计和工程注意事项。

监管要求和供应商认证期望

由于规定零件制造方式的国际、联邦和行业特定法规数量众多，因此航空航天公司通常只与拥有适当认证的供应商和制造商合作。

最广泛使用的航空航天质量管理标准之一是 AS9100，它为设计、生产和检查航空航天零件的制造商的质量管理提供了通用定义和期望。该标准多年来经历了多个版本，最近的版本是 2016 年发布的 ASD9100D。

证明其符合 ASD9100D 的制造商还可以证明其符合更广泛的 ISO 9001 标准（AS9100 质量管理体系完整包含该标准）。制造商还需要考虑 ASA-100 认证，该标准符合 FAA 咨询通告 00-56，为民用飞机零部件分销商提供标准化的质量体系。

功能要求

航空航天零件需要独特的性能组合。许多组件需要非常坚固和坚硬——这些特性通常与更硬、更重的材料相关。然而，尽可能减轻重量对于几乎所有航空航天制造应用都至关重要，这也可以使产品团队设计具有独特或复杂几何形状的零件。制造商通常会反复进行设计、工程和测试，以确保零件能够正常运行，满足所有功能要求，同时进行优化以在不影响性能的情况下尽可能减轻零件重量。

增材制造方法在这里提供了显着优势，因为它们能够使用满足组件功能要求所需的最少材料来生产零件。

材料

对坚硬、坚固、灵活和轻便的零件的需求导致使用钛、钨和碳纤维等材料制造航空航天部件。然而，这些奇异材料中的许多在遇到彼此时会发生反应，这可能导致电偶腐蚀或热膨胀系数之间的差异。增材制造方法再次提供了一种独特的替代方案，因为这些工艺中使用的绝大多数材料都是非反应性的，并且在密度低于上述材料的情况下提供了广泛的材料特性。

几十年来，碳纤维被视为一种用于航空航天应用的危险材料，因为它与某些金属不相容、各向异性以及其独特的制造方式。随着制造手段的成熟和高度优化的几何形状和材料性能的使用案例的增加，碳纤维在航空航天工业中的使用广泛增加。

今天，碳纤维在许多航空航天应用中很常见。同样，在过去几年中，增材制造中使用的技术发生了如此巨大的变化，以至于现在可以通过增材制造的部件的材料限制要少得多。

增材制造的零件在航空航天应用中遵循类似的轨迹，使工程师能够以前所未有的方式控制和优化组件的几何形状。除了减轻部件重量外，增材制造技术和工艺控制的成熟使工程师能够以传统制造方法的精度优化部件特性，如刚度和强度。

每年，航空航天应用中增材制造零件的使用案例都在急剧增加，正因为如此，增材制造零件填补了曾经在航空航天工业中传统制造的组件的作用越来越普遍。

测试标准

虽然所有部件都需要进行测试以确保其功能正常，但这对于航空航天应用尤为重要，因为许多部件都是关键部件。其中许多部件需要特定的机械性能，并且是确保安全的关键，因此产品团队在测试开始之前尽早详细定义测试标准是谨慎的。了解成功是什么样子可以为工程师提供明确的基准，并使设计人员能够针对该目标有效地改进零件设计。

风险缓解

航空航天客户也可能希望查看风险评估。由于航空航天应用中使用了大量关键部件，因此产品团队必须确信他们的部件是可靠的，并且对人类健康和安全几乎没有风险。

通过使用定义明确的风险分析方法，如故障模式和影响分析 (FMEA)，工程师可以确定零件可能发生故障的各种方式以及与这些故障相关的后果，因此产品开发团队可以主动降低风险。这有助于团队确定他们愿意承担的成本，以确保某些故障永远不会发生，这反过来又会导致进一步的设计更改或构建冗余系统以减轻其影响。

用添加剂为航空航天提供动力

虽然增材制造不会成为每种应用的最佳选择，但该技术已经进步和成熟，以至于航空航天领域的潜在应用数量每年都在增加。在许多情况下，增材制造允许以有目的的方式制造特定或复杂的零件，以满足航空航天工业的严格要求。

一些关键部件显然更适合其他制造方法，但增材技术的速度和灵活性提供了一种越来越经济的选择。最终，工程师和产品开发团队应该在开始生产之前投资于稳健的准备工作，以确保他们的航空部件满足所有必要的功能和法规要求，采用理想材料制造，并旨在降低风险。

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