海空再制造技术
2017-10-30 11:34:00   来源:   评论:0 点击:

近日收到一则新闻有关国内一家公司与霍尼韦尔公司签订了战略合作,共同开发飞机再循环工作。但今天要聊的话题是与再制造有关。

近日收到一则新闻有关国内一家公司与霍尼韦尔公司签订了战略合作,共同开发飞机再循环工作。但今天要聊的话题是与再制造有关。再制造是维修发展的高级阶段,是先进制造的重要组成,是废旧产品高技术修复、改造的产业化;再制造是为了缓解有限资源和过度消耗之间的矛盾,最大限度地利用废旧产品的剩余价值。国际上,美国的再制造体系较完善,上世纪90年代,美国就建立了3R体系(Reuse再利用、Recycle再循环、Remanufacture再制造); 再制造以废旧产品的零部件为毛坯,主要以先进的表面工程技术为修复手段(即在损伤的零件表面制备一薄层耐磨、耐蚀、抗疲劳的表面涂层),因此无论是毛坯来源还是再制造过程,对能源和资源的需求、对废物废气的排放都是极少的,具有很高的绿色度。再制造的出现,完善了全寿命周期的内涵,使得产品在全寿命周期的末端,即报废阶段,不再“一扔了之”成为固体垃圾。再制造不仅可使废旧产品起死回生,还可很好地解决资源节约和环境污染问题。因此,再制造是对产品全寿命周期的延伸和拓展,赋予了废旧产品新的寿命,形成了产品的多寿命周期循环。

以通用航空产业为例,既然飞机能从最初的各式材料进行加工制作,最终装配成一架飞行几十年的飞行器,那么按照再制造的理论和实践,也能把进入或者已经使用寿命为零的报废飞机进行再生产,再制造。这样就大大节约了社会资源,宝贵的自然资源,特别是有些更难获取的稀有金属资源。无论是对民用还是军用都有着重要的作用,可能这里面对军用的实际意义更大一些。军用飞机飞行强度大,标准也高,消耗也快,机体寿命的时间也是非常有限,特别是发动机的寿命,从服役到大修时间也就是几千小时,如果天天训练,这几千小时会很快消耗。所以主要零部件的再制造对于军用飞机更加重要。美国在这个领域已经积累了很多经验和方法,但目前也还是在发展的阶段,特别是商务航空飞机的再制造,受航空管理部门取证的要求,再制造的飞机使用的目前还不是很多。,再制造的研究内容非常广泛,贯穿产品的全寿命周期,体现着深刻的基础性和科学性。在产品设计阶段,要考虑产品的再制造性设计;在产品的服役至报废阶段,要考虑产品的全寿命周期信息跟踪;在产品的报废阶段,要考虑产品的非破坏性拆解、低排放式物理清洗,要进行零部件的失效分析及剩余寿命演变规律的探索,要完成零部件失效部位的具有高结合强度和良好摩擦学性能的表面涂层的设计、制备与加工,以及对表面涂层和零部件尺寸超差部位的机械平整加工及质量控制等。

以军用飞机为例,美国B-52战略轰炸机从上世纪50年代服役一直进行大大小小的改进和升级,有的是机身改造,有的是机载电子系统的改进,有的是武器装备的升级。1980、1996年进行了两次再制造,使其服役期一直再延长。同时代的很多轰炸机早已进入博物馆甚至被拆解不再使用,而据说B-52将会使用到下一代战略轰炸机服役前,虽然这里有预算的考虑,更多的是对此型飞机进行了多次的再制造,使其发挥余热,甚至是重生。再制造的优势在于首先节约了大量的资源,特别是具有战略意义的稀有金属资源,其次,通过再造技术缩短了研发时间,大大节约了研制进程,无疑就是节约了大量经费,再有,选取状态最好的批量型号进行改造,又使得整个战备得到及时补充。

民用飞机特别是商务航空飞机,不必像军用飞机那样一再延寿,但对于进行再制造也是非常必要的,对于买家来说,获得一架经过再制造的飞机无疑在成本上是个好事。再制造飞机同样要经过严格的适航要求和检验,并不是说再制造就不安全,安全飞行是飞行的最基本要求。这一点无论对新飞机还是再制造的新飞机都是一样的。

从美国再制造市场的发展,可以概略了解些再制造的发展轨迹,一定是先再利用,形成良好的市场基础,积累大量的工程数据和培养大批基础的工程技术人员和制造人员,在这个基础上进行再循环阶段,维修,修复损坏的部件,零件并应用到某些飞机上进行替代,最后发展为对已经进入零寿命的飞机进行全部的再制造阶段。这是需要一个比较长的准备过程,特别是技术和工程的储备过程。但会给整个社会的循环经济发展带来重要影响。

当然也不能把再制造技术神话,认为有了这样的技术,什么产品都可以进行再制造。再制造一定是在进行了科学的技术的充分研究后做出的,不是拿来就做那么简单。再制造的飞机也好,其他产品也好是丰富市场的一个组成部分。还以通用航空为例,有的再制造是对整个机身进行了加固和延寿,对航电系统进行了更新,原有机型的市场生命力就得到了延续,但有的机体承载能力在设计阶段已经给定了,再进行再制造的意义就不大了,特别是加装集成度很高的先进航电设备,成本没准更高,所以就不太适合进行再制造,所以任何事物都要进行科学的,严谨的技术判断,才能做出正确的结论。


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