在今天的环境下，规划者面临着用更少的资源做更多事情的挑战。这往往导致人员依赖早已超过其计划寿命的系统来完成任务。通常情况下，车辆和设备在最初的设计师从未设想过的配置推出后几十年仍在使用。
这些平台能够成功地发挥这些作用，并保持美国在全球的主导地位，这是对操作和维护它们的男男女女以及最初的设计师和制造商的证明。
然而，操作老化的系统存在挑战。其中最重要的是组件的可用性。通常情况下，原来的制造商要么不再经营，要么不再支持该产品线。在这种情况下，一旦库存的零件耗尽，就必须找到一个来源，否则有价值的设备就会变得无用。这是加州消防设备面临的挑战。
加州林业和消防部门(CAL Fire)发现，自20世纪70年代中期以来一直在使用的消防设备的关键部件越来越难以采购车轮。当车轮由于裂纹或尺寸超出可接受范围而未能通过检查时，典型的做法是从墓地采购车轮。然而，这种供应最终耗尽了，由于缺乏合适的车轮，加利福尼亚州保护其公民免受野火伤害的能力处于危险之中。
车轮是一个看似复杂的部件，有许多关键接口和复杂的加载要求。简单地复制几何图形将不足以保证性能等同于遗留的车轮，失败的后果将是巨大的。GS工程公司和L’anse制造公司的团队接受了为加州消防局提供更换车轮的挑战，为加州居民提供不间断的服务。
这项工作从收集车轮上所有可用的需求开始。在这种情况下，没有工程图纸或数据，只有1962年的车轮标准。这份文件引用了当时的军事和工业标准，其中许多标准后来被淘汰或取消。为了确保更换的车轮不仅能满足最初的设计意图，而且还能满足当前的规格要求，我们对该文档进行了跟踪和理解。在对控制原始车轮的要求有了坚定的理解后，现代标准被取代，以确保同等或更好的性能。
接下来，定义几何图形。首先，利用GS工程公司的内部设备和能力，对一个具有代表性的遗留车轮进行了3D扫描和坐标测量机(CMM)检查。此数据收集的结果是组件的表面模型。3D扫描和CMM设备提供了一个非常精确的。003内组件的“快照”。这种功能变得越来越普遍，并产生了一个表面模型，看起来组件可以使用这些工具相对快速地完成。然而，虽然这是确定组件是什么的好方法，但它并不能告诉您它被允许是什么。任何有经验的工程师或机械车间都会告诉你，经济地生产功能部件的关键在于公差的正确定义。
为了充分限制这些公差，GS工程公司的设计团队将扫描和探测数据转换为组件的全功能CAD模型，以便每个参数都可以调整和控制。为了了解车轮每个特性的功能和要求，GS工程与CAL FIRE维护人员合作，确定与车轮接口的每个组件。这包括轮胎、o形圈和密封圈、轴承、紧固件、刹车硬件和其他部件。
总共确定了十多个单独项目，并确定了它们各自的要求。这对于每个组件都是不同的，但包括接口尺寸和公差、表面光洁度要求、同心度和跳动以及对齐。这种做法允许定义公差，这将足以确保车轮组件的性能，但不会太紧，从而导致不必要的制造成本。
车轮设计测试。
GS工程公司
接下来，GS工程公司对材料性能进行了研究，包括质谱分析以确定合金的化学成分，以及拉伸测试以了解材料的强度和延伸性能。
当然，如果不能经济地生产出所需的数量，记录轮子是没有用的。在这种情况下，一个完全封闭的模锻工具将非常昂贵。因此，GS工程公司和L’anse制造公司调整了设计，使用开放式模锻工艺进行生产。
这一过程具有较低的初始加工成本，但会导致材料属性的微妙差异，在设计中必须理解和考虑这些差异。这就要求GS工程部署其分析能力，以评估在设计载荷情况下车轮的应力。然后将这些应力与不同锻造工艺产生的材料性能进行比较，以确定是否适合应用。
GS工程公司随后制作了一个完整的技术数据包，以实现车轮组件的生产和控制车轮的配置。GS工程公司和L’anse制造公司之间的密切合作实现了从设计到原型生产的无缝过渡。L 'Anse Manufacturing的“小批量，高混合”生产模式允许从CAD模型到高精度原型组件的快速过渡。
在原型生产之后，GS工程公司协调了一个测试阶段，以确保车轮适合进行车载测试。这包括各种挑战车轮性能的不同方面的测试，包括仪器负载测试，涉及应变计的应用，数据收集和后期处理。这些结果被用于验证建模，并将应变值与规范中建立的阈值进行比较。
有了积极的测试结果，组件的批量生产可以开始。L’anse Manufacturing是生产这种类型的组件的完美结构。L’anse Manufacturing的AS9100认证工艺，最先进的CNC加工和检测设备，以及敬业和有才能的人员能够按时和在规格范围内生产复杂的部件，以满足客户的需求。
通常，遗留组件停产的原因是所需的产量太小，不值得维持生产线。L 'Anse Manufacturing的生产模式适合于短时间的组件运行。在此过程中，工程和生产团队之间的强大合作伙伴关系使加州消防局能够保持他们的设备正常使用，并满足加利福尼亚州的消防需求。
本文由GS工程公司的Justin LaCosse和Kevin Hubert撰写。
