Sự gia tăng số lượng máy bay không người lái đang buộc ngành sản xuất quốc phòng phải xem xét lại.

Sự phổ biến nhanh chóng của drone (máy bay không người lái) giá rẻ đang buộc các nhà sản xuất phải xem xét lại cách tiếp cận đối với thiết kế, sản xuất, chất lượng và quy mô sản xuất. Đối với các đội ngũ sản xuất quốc phòng, thách thức không chỉ nằm ở việc một linh kiện có thể được sản xuất nhanh đến đâu, mà còn ở việc linh kiện đó có thể được xác nhận, kiểm tra, truy xuất nguồn gốc và mở rộng sản xuất một cách đáng tin cậy hay không. Qua những cuộc trao đổi của tôi với các nhà lãnh đạo trong ngành, drone là điểm khởi đầu cho cuộc thảo luận này, nhưng không phải toàn bộ câu chuyện.

Điều mà drone cho thấy là không thể phủ nhận: các đối thủ cạnh tranh đã tìm ra cách sản xuất những hệ thống có năng lực với chi phí chỉ bằng một phần so với mức mà các nhà thầu quốc phòng truyền thống thường phải bỏ ra. Con số chính xác ít quan trọng hơn thông điệp mà nó mang lại về hiệu quả sản xuất. Và đó chính là vấn đề mà ngành sản xuất quốc phòng hiện đang phải tự xem xét.

Đối với các nhà thầu chính, thách thức cốt lõi là làm thế nào để đạt được hiệu quả sản xuất tương đương, đồng thời vẫn đáp ứng các yêu cầu của những chương trình trong nước. thiết kế ngược và sản xuất bồi đắp/in 3D là hai trong số những công cụ đang định hình lại cách họ giải quyết bài toán này. Tuy nhiên, những nhà sản xuất đạt được nhiều tiến bộ nhất còn có một điểm chung khác: họ thay đổi thời điểm đặt ra những câu hỏi khó. Và sự thay đổi đó bắt đầu từ rất lâu trước khi bất kỳ sản phẩm nào được đưa lên máy in.

Hệ thống đo lường di động cho phép các nhà sản xuất kiểm tra các bộ phận phức tạp trực tiếp trên dây chuyền sản xuất

Hiểu rõ về thiết kế ngược trước khi sản xuất máy bay không người lái

Sản xuất bồi đắp không bắt đầu từ máy in 3D. Trước tiên, nhà sản xuất cần hiểu rõ mình đang sản xuất bộ phận nào, bộ phận đó được thiết kế ra sao và vì sao nó lại được tạo ra theo cách đó.

Trong nhiều ngành công nghiệp, quy trình thiết kế ngược bắt đầu từ việc scan 3D thu thập dữ liệu của một bộ phận hoặc sản phẩm có sẵn, sau đó chuyển dữ liệu này thành mô hình kỹ thuật số để nghiên cứu và cải tiến. Cách tiếp cận này cũng đang được áp dụng trong ngành quốc phòng. Chẳng hạn, doanh nghiệp có thể phải xử lý một linh kiện cũ không còn bản vẽ, một bộ khuôn hoặc dụng cụ đã được chỉnh sửa tại xưởng nhưng chưa được cập nhật tài liệu, hoặc một linh kiện vốn được sản xuất bằng phương pháp truyền thống nhưng cần thiết kế lại để phù hợp với sản xuất bồi đắp.

Quy trình thiết kế ngược giúp nhà sản xuất hiểu rõ hơn về linh kiện hiện có và những yếu tố phía sau thiết kế đó. Có thể giảm trọng lượng ở vị trí nào? Những đặc điểm nào giúp giảm chi phí sản xuất? Có thể giữ nguyên hiệu suất nhưng sử dụng ít bộ phận hơn hay không? Vì vậy, kỹ thuật đảo ngược không chỉ nhằm tạo ra một bản sao của linh kiện cũ. Quan trọng hơn, dữ liệu thu được có thể trở thành cơ sở để xây dựng một thiết kế tốt hơn, tối ưu hơn và dễ sản xuất hơn.

Công nghệ In 3D giúp giải quyết bài toán về quy mô

Hiểu rõ thiết kế mới chỉ là bước đầu. Thách thức lớn hơn là làm thế nào để đưa thiết kế đó vào sản xuất ở quy mô lớn, với tốc độ và sản lượng cao hơn nhiều so với trước đây. Đây cũng là lúc câu chuyện về máy bay không người lái cho thấy một vấn đề lớn hơn đối với ngành sản xuất quốc phòng.

Các nhà sản xuất quốc phòng vốn đã quen với việc sản xuất số lượng lớn. Tuy nhiên, áp lực hiện nay không đơn giản là phải tăng sản lượng. Họ đang phải đáp ứng yêu cầu về chi phí trên mỗi sản phẩm tương đương với sản xuất thương mại, trong khi sản lượng có thể tăng gấp 3-4 lần mức hiện tại và thời gian sản xuất ngày càng ngắn hơn. Đồng thời, các yêu cầu về chất lượng và khả năng truy xuất nguồn gốc vẫn phải được duy trì. Đây là áp lực đang xuất hiện ở nhiều chương trình quốc phòng khác nhau và có xu hướng ảnh hưởng đến toàn ngành..

Scan 3D có thể giúp nhà sản xuất thu thập hình dạng của linh kiện để phục vụ thiết kế ngược và kiểm tra. 

In 3D là một trong những công nghệ quan trọng giúp giải quyết bài toán này. Công nghệ này cho phép thử nghiệm và điều chỉnh thiết kế nhanh hơn, không cần làm lại khuôn cứng sau mỗi lần thay đổi thiết kế và có thể tạo ra những hình dạng mà phương pháp sản xuất truyền thống khó hoặc không thể thực hiện. Tuy nhiên, khi mở rộng quy mô sản xuất máy bay không người lái, doanh nghiệp cũng phải đối mặt với một vấn đề mà nhiều chương trình chỉ nhận ra khi đã quá muộn.

Hầu hết các nhà sản xuất chưa chú trọng đầy đủ đến việc kiểm tra ngay từ giai đoạn thiết kế linh kiện. Đến khi thiết kế hoàn thiện và quy trình sản xuất được thiết lập, họ mới phát hiện một số đặc điểm của linh kiện rất khó hoặc không thể kiểm tra ở sản lượng và tốc độ mà chương trình yêu cầu. Điều này tạo ra các nút thắt, khiến quá trình sản xuất bị chậm lại. Vì vậy, thiết kế để kiểm tra có nghĩa là tính đến khả năng kiểm tra ngay từ khi bắt đầu thiết kế linh kiện. Nếu một linh kiện không thể được kiểm tra hiệu quả khi sản xuất với số lượng lớn, việc mở rộng quy mô sản xuất sẽ gặp nhiều khó khăn.

Chất lượng dữ liệu từ scan 3D quyết định độ tin cậy của máy bay không người lái

Độ chính xác của phép đo quan trọng không kém khả năng in.

Một bản scan có độ chính xác thấp sẽ tạo ra một mô hình không đáng tin cậy, cho dù point cloud (đám mây điểm) có chứa rất nhiều điểm dữ liệu. Khi đó, kỹ sư phải dựa vào các giả định để xác định hình dạng và kích thước thực tế của linh kiện. Những sai lệch từ bước này có thể tiếp tục ảnh hưởng đến các quyết định kỹ thuật ở những bước sau. Ngược lại, một bản scan có độ chính xác cao sẽ tạo ra mô hình phản ánh sát với hình dạng thực tế của vật thể. Dữ liệu đáng tin cậy này là nền tảng cho các bước thiết kế, sản xuất và kiểm tra tiếp theo.

Trong thực tế, có những chương trình đã triển khai khá sâu vào quy trình in 3D mới phát hiện dữ liệu scan đang sử dụng không đủ chính xác để đáp ứng yêu cầu về kích thước và hình học của linh kiện. Khi đó, doanh nghiệp phải thực hiện lại nhiều công đoạn, vừa làm tăng chi phí vừa ảnh hưởng đến tiến độ của chương trình. Đặc biệt với những dự án có thời gian triển khai nghiêm ngặt, việc phát hiện sai lệch quá muộn có thể gây ra những ảnh hưởng đáng kể. Vì vậy, đảm bảo dữ liệu đo chính xác ngay từ đầu là một yếu tố quan trọng để quá trình sản xuất có thể mở rộng ổn định, thay vì phát sinh các vấn đề phải xử lý về sau.

Một quy trình sản xuất hiệu quả cần dựa trên dữ liệu đo lường đáng tin cậy. Độ chính xác của bản scan, khả năng vận hành ổn định và kế hoạch kiểm tra rõ ràng giúp nhà sản xuất giảm rủi ro kỹ thuật trong suốt quá trình phát triển, sản xuất và duy trì sản phẩm trong toàn bộ vòng đời.

Các công nghệ đo lường và kiểm tra bằng laser có thể giúp nhà sản xuất xác nhận độ chính xác của những linh kiện lớn khi quy mô sản xuất tăng lên

Tối ưu sản phẩm từ scan đến cải tiến máy bay không người lái

Thay đổi lớn nhất nằm ở cách các nhà sản xuất nhìn nhận về kỹ thuật đảo ngược. Quy trình này giúp tạo ra một mô hình kỹ thuật số đáng tin cậy từ linh kiện thực tế, nhưng đó mới chỉ là bước đầu. Giá trị lớn hơn nằm ở việc sử dụng mô hình này để tìm cách cải tiến sản phẩm.

Các kỹ sư có thể điều chỉnh một số đặc điểm của linh kiện, giảm số lượng bộ phận, đơn giản hóa các cụm lắp ráp, giảm trọng lượng hoặc thiết kế lại hoàn toàn để phù hợp với sản xuất bồi đắp. Khi chi phí sản xuất quốc phòng ngày càng chịu nhiều áp lực, một câu hỏi quan trọng được đặt ra là: Tại sao một đơn vị khác có thể giải quyết cùng một vấn đề với chi phí thấp hơn? Kỹ thuật đảo ngược giúp tìm hiểu cách một sản phẩm hiện có được thiết kế và sản xuất. Sau đó, in 3D có thể được sử dụng để biến những ý tưởng cải tiến đó thành sản phẩm thực tế.

Những nhà sản xuất đạt được tiến bộ nhanh thường không tách riêng đo lường, kỹ thuật đảo ngược, lập kế hoạch kiểm tra và sản xuất, mà kết hợp các công đoạn này thành một quy trình thống nhất. Điều đó có nghĩa là kỹ sư đo lường cần tham gia ngay từ giai đoạn đánh giá thiết kế, thay vì chỉ kiểm tra sản phẩm khi đã hoàn thành. Khi các công đoạn được kết nối ngay từ đầu, doanh nghiệp có thể mở rộng sản xuất thuận lợi hơn và giảm thời gian xử lý các vấn đề phát sinh ở cuối dây chuyền.

Trước khi một thiết kế được đưa vào in 3D, tối ưu hóa hoặc sản xuất với số lượng lớn, trước tiên cần phải hiểu rõ thiết kế đó. Trong sản xuất máy bay không người lái, quá trình này bắt đầu từ dữ liệu đo lường đáng tin cậy và tiếp tục qua các bước lập kế hoạch kiểm tra, xác nhận chất lượng sản phẩm và đảm bảo độ tin cậy trong suốt vòng đời của sản phẩm.

>>> Đẩy nhanh sản xuất Drone với dịch vụ Scan 3D!