चीन की एयरोस्पेस पतले दीवार वाले घटक निर्माण में सफलता: दर्पण मिलिंग तकनीक भविष्य का नेतृत्व कर रही है

बना गयी 2025.08.22

क्यों हल्का बेहतर होता है

एरोस्पेस इंजीनियरिंग में, वजन में कमी सीधे प्रदर्शन से जुड़ी होती है। एक हल्का एयरफ्रेम एक विमान को अधिक दूर उड़ने, अधिक पेलोड ले जाने और कम ईंधन का उपभोग करने की अनुमति देता है। रॉकेट के लिए, संरचना में हर किलोग्राम की बचत कक्षा में अतिरिक्त पेलोड के रूप में परिवर्तित होती है। फिर भी, जो घटक इसे संभव बनाते हैं—बड़े वक्र विमान की त्वचा और रॉकेट टैंक के नीचे—उन्हें एरोडायनामिक सटीकता बनाए रखते हुए चरम तनाव सहन करना चाहिए।

दशकों तक, निर्माताओं ने रासायनिक मिलिंग पर भरोसा किया। यह प्रक्रिया, हालांकि व्यापक रूप से उपयोग की जाती थी, महत्वपूर्ण चुनौतियाँ लाई: कम सटीकता, असमान दीवार मोटाई, भारी पर्यावरणीय प्रदूषण, और एल्यूमीनियम-लिथियम मिश्र धातुओं जैसे नए सामग्रियों के लिए सीमित अनुप्रयोग। जैसे-जैसे अगली पीढ़ी के कार्यक्रमों ने उच्च ताकत-से-भार अनुपात की मांग की, रासायनिक मिलिंग एक बाधा बन गई बजाय एक समाधान के।

दर्पण मिलिंग तकनीक का उदय—एक द्वैतीय पांच-धुरी मशीनिंग विधि—अब यह पुनर्परिभाषित कर चुका है कि पतले दीवार वाले एयरोस्पेस घटकों का उत्पादन कैसे किया जा सकता है। चीन के पिछले दशक में निरंतर अनुसंधान प्रयासों ने इस एक बार आयात-निर्भर प्रक्रिया को घरेलू नवाचार और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग के क्षेत्र में धकेल दिया है।

पारंपरिक प्रक्रियाओं की बाधाओं को पार करना

विमान के आवरणों को अल्ट्रा-हल्के निर्माण के साथ लंबे थकान जीवन को संयोजित करना चाहिए, जबकि रॉकेट टैंक के तल को प्रोपेलेंट दबाव और लॉन्च की विशाल शक्तियों दोनों का सामना करना चाहिए। पारंपरिक रासायनिक एचिंग (रासायनिक मिलिंग) में कई अंतर्निहित कमजोरियाँ हैं:

कम मशीनिंग सटीकता

और समान मोटाई बनाए रखने में कठिनाई

पर्यावरणीय प्रभाव

, उच्च रासायनिक अपशिष्ट और प्रदूषण के साथ

हाथ से श्रम पर निर्भरता

, पैमाना और स्थिरता को कठिन बनाना

उन्नत मिश्र धातुओं के साथ असंगतता

जैसे कि एल्यूमिनियम-लिथियम

दीवार की असमान मोटाई को समाप्त करने में असमर्थता

बड़े व्यास के भागों में

ये मुद्दे एक गंभीर बाधा बन गए, जो विमान और अंतरिक्ष वाहन के प्रदर्शन में सुधार को सीमित कर रहे थे।

चीन की सफलता: डुअल फाइव-एक्सिस मिरर मिलिंग

मिरर मिलिंग को पांच-धुरी मशीनिंग का "क्राउन ज्वेल" माना जाता है। इस प्रक्रिया में दो मिलिंग हेड्स - एक कटिंग हेड और एक सपोर्टिंग हेड - का समन्वित गति में काम करना शामिल है, जो दर्पण छवि में होते हैं। दीवार की मोटाई का वास्तविक समय मापन और अनुकूलन समर्थन कमजोर, पतले दीवार वाले भागों के विरूपण को रोकता है।

दशकों तक, इस तकनीक का एकाधिकार यूरोपीय आपूर्तिकर्ताओं जैसे डुफियक्स (फ्रांस) और एम.टॉरेस (स्पेन) के पास था। एकल 12-मीटर-क्लास मशीन की कीमत एक बार 110 मिलियन RMB (15 मिलियन USD) से अधिक थी, जिसे आमतौर पर ऐसे प्रतिबंधात्मक अनुबंधों के तहत बेचा गया जो कोर तकनीक के हस्तांतरण पर रोक लगाते थे।

चीन की प्रतिक्रिया एक दशक लंबी राष्ट्रीय प्रयास थी। शंघाई जियाओ टोंग विश्वविद्यालय, टॉपप्लस सीएनसी, कॉमैक, एवीआईसी शियान एयरक्राफ्ट, और तियानजिन रॉकेट मैन्युफैक्चरिंग का एक संघ ने सिद्धांत, प्रौद्योगिकी, प्रक्रियाओं और उपकरणों की पूरी श्रृंखला में एक श्रृंखला की सफलताएँ हासिल कीं। प्रमुख उपलब्धियों में शामिल हैं:

लार्ज फ्लेक्सिबल सतहों के लिए सटीक मशीनिंग तकनीकों का विकास
Construction of the world’s

पहली वर्टिकल डुअल फाइव-एक्सिस मिरर मिलिंग मशीन

Creation of the world’s

सबसे बड़ा क्षैतिज डुअल पांच-धुरी दर्पण मिलिंग सिस्टम

नए प्रक्रियाएँ

विमान के आवरण और एकीकृत रॉकेट टैंक के नीचे

ये प्रगति सफलतापूर्वक प्रमुख कार्यक्रमों पर लागू की गई हैं, जैसे Y-20 परिवहन विमान, C919 यात्री जेट, चीन का मानवयुक्त अंतरिक्ष कार्यक्रम, और चंद्रमा मिशनों के लिए 5-मीटर-क्लास एकीकृत टैंक बॉटम।

पहली डिलीवरी: वैश्विक शीर्ष तीन में प्रवेश

2017 में, शंघाई जियाओ टोंग विश्वविद्यालय और शंघाई टॉपप्लस सीएनसी ने चीन की पहली घरेलू निर्मित मिरर मिलिंग मशीन प्रदान की, जो एक लंबे समय से चली आ रही कमी को पूरा करती है। इसने चीन को फ्रांस और स्पेन के बाद तकनीक में महारत हासिल करने वाला दुनिया का तीसरा देश बना दिया।

सिस्टम ने अल्ट्रा-थिन संरचनाओं के लिए डंपिंग समर्थन, ऑनलाइन दीवार-थickness मापन और मुआवजा, और मशीन गतिशील सटीकता वृद्धि जैसे प्रमुख तकनीकी बाधाओं को पार किया। जब इसे रॉकेट टैंक सेक्शन पर लागू किया गया, तो दीवार की मोटाई सहिष्णुता रासायनिक मिलिंग की तुलना में पांच गुना बेहतर हो गई।

इस सफलता को चीन के उद्योग और सूचना प्रौद्योगिकी मंत्रालय द्वारा "महान उपकरण उपलब्धियों में पांच वर्षों की प्रगति" के हिस्से के रूप में मान्यता दी गई।

क्षमताओं का विस्तार: 3 मीटर से 5 मीटर तक

“जायंट अंडे का खोल” पर विजय प्राप्त करना

शोध टीमों ने अगले चरण में 3-मीटर-क्लास वर्टिकल डुअल फाइव-एक्सिस मशीन विकसित की, जो मिरर मिलिंग अनुप्रयोगों को सिंगल-कर्व से डबल-कर्व संरचनाओं तक विस्तारित करती है। तियानजिन में, उन्होंने सफलतापूर्वक 3.35-मीटर रॉकेट टैंक के नीचे को केवल 1 मिमी की दीवार की मोटाई के साथ मिल किया, जिससे व्यास-से-मोटाई अनुपात 3350:1 प्राप्त हुआ।

अत्यधिक कमजोर कठोरता को पार करने के लिए—जिसे "विशाल अंडे के खोल" की मशीनिंग के समान बताया गया—इंजीनियरों ने लेजर स्कैनिंग, स्वचालित मोटाई मुआवजा, और डिजिटल विरूपण नियंत्रण पेश किया। इससे सटीक, हरे निर्माण की अनुमति मिली जिसमें चक्र समय नाटकीय रूप से कम हो गया।

पहले लेख से बड़े पैमाने पर उत्पादन तक

शंघाई एयरोस्पेस 149 फैक्ट्री में, रॉकेट टैंक के नीचे के लिए मिरर मिलिंग प्रक्रियाओं को तीन वर्षों में परिष्कृत किया गया। सटीकता ±0.1 मिमी तक बढ़ गई, जबकि प्रसंस्करण समय 20 दिनों से घटकर केवल 6-7 दिनों में आ गया। अक्टूबर 2023 में, फैक्ट्री ने अपने 100वें 3-मीटर-क्लास इंटीग्रल टैंक बॉटम के रोलआउट का जश्न मनाया, जो श्रृंखला उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकी की परिपक्वता को चिह्नित करता है।

5 मीटर तक बढ़ाना

2024 में, चीन ने एक और विश्व कीर्तिमान स्थापित किया—5-मीटर व्यास के रॉकेट टैंक के तल को मिरर मिलिंग किया। चुनौती विशाल थी: दीवार की मोटाई की समानता बनाए रखना बहुत कठिन हो गया, और विरूपण के जोखिम कई गुना बढ़ गए। इंजीनियरों ने 110° समन्वयित समर्थन के साथ 6-मीटर स्पैन डुअल-हेड वर्टिकल मशीन, बेहतर वास्तविक समय मोटाई स्कैनिंग, और उन्नत क्लैंपिंग सिस्टम डिजाइन किए।

यह उपलब्धि प्रदूषणकारी, निम्न-परिशुद्धता रासायनिक मिलिंग और वेल्डिंग से स्वच्छ, उच्च-परिशुद्धता मिरर मिलिंग में पूर्ण संक्रमण का प्रतीक है जो बड़े रॉकेट संरचनाओं के लिए है।

एविएशन में अनुप्रयोग: C919 से Y-20 तक

C919 आपूर्ति श्रृंखला सुनिश्चित करना

C919 यात्री जेट को फ्यूज़लेज स्किन की आवश्यकता होती है जिसकी थकान जीवन बोइंग और एयरबस मानकों से अधिक हो, जिनमें से कई एल्यूमिनियम-लिथियम मिश्र धातु से बने होते हैं। पारंपरिक रासायनिक मिलिंग इन आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती थी।

एक समय पर, C919 आपूर्ति श्रृंखला आयातित मिरर मिलिंग मशीनों पर निर्भर थी। लेकिन जब विदेशी उपकरण विफल हो गए, तो चीन को संभावित आपूर्ति व्यवधानों का सामना करना पड़ा। घरेलू टीमों ने तेजी से कदम रखा, आयातित विकल्पों की तुलना में उच्च सटीकता, दक्षता और रेंज के साथ क्षैतिज डुअल पांच-धुरी मिरर मिलिंग सिस्टम प्रदान किए।

आज, घरेलू मिरर मिलिंग पर आधारित पांच स्वचालित उत्पादन लाइनें स्थापित की गई हैं, जो 60 से अधिक विमान सेटों के लिए स्किन प्रदान कर रही हैं, C919 कार्यक्रम के लिए सुरक्षित और विश्वसनीय उत्पादन सुनिश्चित कर रही हैं।

Y-20 परिवहन विमान का समर्थन करना

Y-20 बड़े परिवहन विमान की विशेषताएँ विशाल घुमावदार फ्यूज़लेज स्किन हैं, जिन्हें इंजीनियरों द्वारा "धात्विक फिल्में" के रूप में वर्णित किया गया है। ये अल्ट्रा-बड़े, अल्ट्रा-पतले संरचनाएँ मशीनिंग के दौरान अत्यधिक विकृति के प्रति संवेदनशील होती हैं। पारंपरिक CNC उपकरण अनुकूलित नहीं हो सके।

इसका समाधान करने के लिए, एवीआईसी शियान एयरक्राफ्ट और इसके भागीदारों ने दुनिया की सबसे बड़ी मिरर मिलिंग मशीन विकसित की, जो 12-मीटर क्षैतिज डुअल पांच-धुरी प्रणाली है। इसने बड़े स्किन्स की स्वचालित, सटीक मिलिंग को सक्षम किया, जो एक बार एक महत्वपूर्ण बाधा थी, उसे एक मजबूत प्रक्रिया में बदल दिया।

उपकरण ने न केवल प्रदर्शन की अपेक्षाओं को पूरा किया बल्कि उन्हें पार भी किया, बड़े वक्र त्वचाओं के लिए एक पूर्ण प्रक्रिया और उपकरण प्रणाली स्थापित की। यह अब Y-20 और C919 कार्यक्रमों का आधार है, और इसे पीपुल्स डेली द्वारा उच्च अंत मशीन टूल नवाचार में एक मील का पत्थर माना गया।

चीन के मशीन टूल उद्योग पर व्यापक प्रभाव

मिरर मिलिंग की सफलता एयरोस्पेस से आगे बढ़कर उच्च गुणवत्ता वाली मशीन टूल क्षेत्र में फैल गई है। इसका प्रभाव शामिल है:

विकास का

सीरीज-कॉन्फ़िगर किए गए क्षैतिज पांच-धुरी पैनल मिलिंग मशीनें एल्यूमिनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए

चीन की पहली स्वचालित पैनल मिलिंग उत्पादन लाइन की स्थापना
प्रभावशीलता में सुधार तक

चार गुना अधिक पारंपरिक गैन्ट्री मिलों की तुलना में

उन्नति में

बड़े स्पैन, अल्ट्रा-हाई प्रिसिजन पांच-धुरी गैन्ट्री मशीनिंग नागरिक विमान के घटकों के लिए

संविधान प्रक्रियाओं का संक्रमण मैनुअल फिटिंग से

उच्च-प्रभावशीलता इंटरचेंजेबल असेंबली

ये उपलब्धियाँ न केवल एक बार एकाधिकार वाली प्रौद्योगिकी में स्वतंत्रता सुनिश्चित करती हैं, बल्कि चीन की सटीक निर्माण में वैश्विक प्रतिस्पर्धात्मकता को भी बढ़ाती हैं।

एक नए युग की ओर एयरोस्पेस निर्माण में

3-मीटर से 5-मीटर टैंक बॉटम्स तक, एल्यूमीनियम-लिथियम मिश्र धातुओं से लेकर अल्ट्रा-थिन धातु की परतों तक, चीन के मिरर मिलिंग कार्यक्रमों ने विश्व में पहली बार कई उपलब्धियाँ हासिल की हैं। एक दशक से अधिक के प्रयासों के दौरान, चीनी टीमों ने सिद्धांत, प्रक्रियाओं, उपकरणों और औद्योगिक अनुप्रयोग में महत्वपूर्ण सफलताएँ दी हैं।

यह तकनीक अब C919, Y-20, लॉन्ग मार्च रॉकेट, मानवयुक्त अंतरिक्ष उड़ान और चंद्र अन्वेषण सहित प्रमुख राष्ट्रीय परियोजनाओं का समर्थन करती है। रासायनिक मिलिंग को उच्च-सटीकता, हरे दर्पण मिलिंग से बदलकर, चीन ने न केवल लंबे समय से चले आ रहे बाधाओं को समाप्त किया है बल्कि अगली पीढ़ी के एयरोस्पेस निर्माण के अग्रणी स्थान पर भी खुद को स्थापित किया है।

जैसे-जैसे अनुप्रयोग विस्तारित होते हैं और प्रौद्योगिकी विकसित होती रहती है, मिरर मिलिंग एक और भी बड़ा भूमिका निभाएगा—चीन के एयरोस्पेस क्षेत्र को नई ऊंचाइयों तक पहुँचाने में मदद करते हुए वैश्विक एयरोस्पेस निर्माण के भविष्य को फिर से आकार देगा।

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