أبوظبي: عبد الرحمن سعيد
كشف فريق بحثي من جامعة خليفة للعلوم والتكنولوجيا في أبوظبي، عن آلية جديدة تساهم في تحقيق نتائج دقيقة في التنبؤ بالاختلالات الشكلية أثناء عمليات تصنيع أجزاء الطائرات المكونة من مواد مركبة، بنسبة خطأ أقل من 5%.
وضم الفريق البحثي كلاً من طالبة الدكتوراه مريم أحمد الظاهري والدكتور قمران خان، الأستاذ المشارك في هندسة الطيران، والدكتور ريحان عمر، الأستاذ المشارك في هندسة الطيران، والأستاذ ويسلي كانتويل، مدير مركز البحث والابتكار المتقدم وعميد مشارك في البحوث وجميعهم من جامعة خليفة، إلى جانب فرانك فان ليمت من شركة ستراتا للتصنيع، وقد قدمت مبادلة لصناعة الطيران الدعم المالي لهذا المشروع.
وطور الباحثون نموذجاً ثلاثي الأبعاد للجزء المصنوع من المواد المركبة والمصمم بشكل طبقي ليحاكي عمليات المعالجة والتفاعلات بين أداة التصنيع والجزء المراد تصنيعه، وتوصل الفريق البحثي إلى أنه يمكن استخدام الألمنيوم في صنع هياكل الطائرات دون حدوث عيوب شكلية خلال عمليات التصنيع، كما توصلوا إلى أهمية الدور الذي يلعبه التصميم الهندسي الطبقي في الحد من الاختلالات الشكلية في عمليات المعالجة النهائية للهياكل، مقارنة بالتصاميم الأخرى.
وأوضح الفريق البحثي أن المواد المركبة تتكون من عناصر متنوعة لتحقيق خصائص هيكلية معينة، وتعتبر مواد (مصفوفة البوليمر) مثالًا على المواد المركبة المستخدمة في تطبيقات الطيران، وتساهم مواد مصفوفة البوليمر في تعزيز أداء الطائرات وفي نفس الوقت تحد من ثقل الأوزان، حيث تتميز بقوتها ومتانتها وفعاليتها وكثافتها القليلة وهو ما يجعلها الخيار الأفضل كمادة هيكلية تدخل في صناعة أجزاء الطائرات.
من جهتها، قالت طالبة الدكتوراه مريم الظاهري «شهدت السنوات الأخيرة زيادة ملحوظة في استخدام مواد مصفوفة البوليمر المركبة في قطاع صناعة الطيران، نظراً للمعدل الفارق ما بين وزنها ومدى فعاليتها ومقاومتها للصدأ وقدرتها الفائقة على التحمل، وقد استُخدمت مواد مصفوفة البوليمر المركبة في البداية في صناعة الهياكل الثانوية والآن يتم استخدامها في صناعة أكثر من نصف طائرات (إيرباص 350) وفي صناعة قبب الرادار في طائرات (بوينغ بي 787)».
وأضافت: على الرغم من فعالية مواد مصفوفة البوليمر المركبة، إلا أنها لا تخلو من وجود بعض العيوب، ومن هذه العيوب الرئيسة، احتمالية حدوث خلل أثناء عمليات التصنيع بسبب عملية التصنيع نفسها، حيث يمثل الخلل في شكل بعض الأجزاء خلال عمليات التصنيع المتعلقة بصناعة الطيران أمراً في غاية الأهمية في مرحلة التصميم، لأن ذلك قد يؤدي إلى إيجاد العديد من الصعوبات في مرحلة تجميع الهياكل.
وتابعت: تتم معالجة هياكل المواد المركبة المستخدمة في صناعة أجزاء الطائرات في جهاز متخصص تحت درجات حرارة وضغط مرتفعين، ويتطلب ذلك دورة كيميائية حرارية معقدة لمعالجة مصفوفة البوليمر حتى تصبح في حالة صلبة ونحصل على الخصائص الميكانيكية المطلوبة.
