Letecký priemysel je celkom jedinečný, pretože následky chybnej komponentu môžu byť veľmi desivé a my musíme zakaždým fungovať dokonale. Všetky komponenty musia spolupracovať dokonale. Preto musí byť proces navrhovania a výroby správny, používať správne nástroje a materiály a je veľmi dôležité udržiavanie presného fit a prísne tolerancie. Ovrobenie CNC je ideálnou voľbou pre letecké aplikácie.
Komponenty vyrobené CNC obrábaním
Od podvozku až po motor je možné konštrukčné komponenty tiež opracovať prostredníctvom obrábania CNC. Pohyby, prevodové stupne a hriadeľ sú dôležitými časťami pohybujúcich sa komponentov a zvyčajne sú opracované CNC. Piestový motor s vrtuľníkmi je zvyčajne opracovaný pomocou CNC.
Lietadlá, vrtuľníky a kozmická loď vyžadujú špeciálne materiály, aby odolali extrémnemu prostrediu. Napríklad titán sa používa v komponentoch motora kvôli jeho tepelnému odporu a pevnosti. Ale titán je veľmi drahý, takže ho nemožno použiť v každej zložke lietadla.
Hliník má nízku hustotu a vysoký pomer pevnosti k hmotnosti, vďaka čomu je široko používaný. Je ľahké spracovať a má oveľa rýchlejšiu rýchlosť spracovania ako oceľ. Hliník 2024 je odolný voči únave a vydrží veľa cyklov zaťaženia, vďaka čomu je vhodný pre lietadlá, ktoré sa používajú mnoho rokov. Hliník 7075 má dobrý odpor únavy a odolnosť proti korózii, takže sa široko používa v štrukturálnych zložkách lietadiel.
Zliatinová oceľ sa tiež používa na výrobu leteckých komponentov. 4130 oceľ má vysokú pevnosť v ťahu a používa sa na výrobu upevňovacích prvkov, prevodov a vonkajších komponentov. Oceľ 4340 je robustná a má vysoko potenciálovú tvrdosť, vhodnú pre vysoké zaťaženia na podvozku lietadla. Náklady na oceľ sú v porovnaní s titánom veľmi výhodné, ale jeho použitie jeho použitia obmedzujú vyššia hustota a hmotnosť. Okrem toho je na rozdiel od titánu, oceľ náchylná na koróziu, a ak je vystavená vlhkému prostrediu, musí byť potiahnutá.
materiál
Pred spracovaním je potrebné nájsť vhodné materiály. Osobitné plasty a super zliatiny je ťažké obstarať, s vysokými nákladmi na dopravu a časovo náročnými procesmi. Vrátane zliatiny niklu, titánu, druhý je typ plastu používaného v leteckých aplikáciách. Komponenty leteckého priemyslu vždy vyžadovali tieto materiály, čo je dlhodobá výzva.
Výroba dielov
Výroba lietadiel sa úplne líši od iných výrobkov. Mnoho leteckých komponentov nie je vyrobených hromadne. Lietadlo vyžaduje veľa rôznych častí, z ktorých každá môže vyžadovať iba niekoľko stoviek alebo menej. Toto je viacnásobná odroda, malá dávková výroba. Bohužiaľ, výroba viacerých odrôd a malých šarží je v rozpore s pôvodným zámerom výrobcu. Výrobcovia musia tráviť čas a úsilie preskúmaním a stanovením výrobných procesov pre každý komponent, takže niektorí výrobcovia jednoducho neakceptujú projekty, ktoré od nich vyžadujú, aby trávili čas vývojom zložitých geometrických procesov na výrobu niekoľkých komponentov. Niekedy je možné si objednať viac množstiev, ale ak je možné post-spracovanie častí, môže vám umožniť zvýšiť množstvo objednávky a uložiť nadbytočné diely pre budúce použitie. Je však použiteľná iba na pretrvávajúce návrhy, ktoré sa môžu použiť pre budúce modely lietadiel, a vyžaduje ďalší priestor na skladovanie.
Výzvy, ktorým čelí priemysel výroby letectva
Nasledujú rôzne problémy, ktorým často čelia pri výrobe leteckých komponentov, ako aj riešenia.
Veľkosť dielu: Lietadlo sa skladá z miliónov častí. Existuje veľa malých častí, ale aj niektoré veľké komponenty. Musíme nájsť dodávateľa s veľkým CNC strojom na spracovanie častí tejto veľkosti. V opačnom prípade budete musieť súčasti prepracovať. To si môže vyžadovať rozdelenie väčších komponentov na menšie časti. To však môže zvýšiť celkovú hmotnosť, pretože montáž viacerých menších častí vyžaduje ďalšie upevňovacie prvky. Na druhej strane je možné zmeniť aj výrobnú metódu. Casting môže vyrábať veľké časti naraz, ale stále môže vyžadovať obrábanie CNC na následné spracovanie. Čas odlievania je dlhší, pretože pred výrobou akýchkoľvek častí musia byť navrhnuté a vyrobené formy. Casting je nákladovo efektívnejšie ako obrábanie CNC pre malé dávkové časti.
Spracovanie veľkých tenkostenných komponentov: Niektoré komponenty majú veľké vnútorné dutiny. Vyžaduje si to veľa času, vytvára veľké množstvo odpadu a tiež vedie k zvyškovému stresu v častiach. Zvyškový stres môže spôsobiť deformáciu a deformáciu. V tejto situácii existuje niekoľko možností. Ak je požadované množstvo častí malé, môže sa spracovať a testovať jedna časť. Ak spĺňa špecifikácie, môže sa naďalej testovať pre každú časť.
Niekedy môžu byť takéto komponenty obsadené, čo je vhodnejšie na výrobu veľkých komponentov s tenší sten, čo vedie k menšiemu odpadu z materiálu a menšiemu deformácii. Aby sa dosiahlo presné obrábanie a splnenie požiadaviek na toleranciu, môže byť stále potrebné obrábanie CNC. Súčasne je možné použiť špeciálne vysokovýkonné 5- AXIS CNC strojové náradie, ktoré majú silnejší výkon, rýchlosť a ovládanie. Použitím nižšej sily a rýchlosti sa môžu tenké steny spracovať bez použitia príliš veľkej sily na deformáciu. Okrem toho môžu byť časti opracované symetricky pomocou radiálnych alebo axiálnych hĺbok rezania, ktoré môžu znížiť zvyškové napätie.
Vhodné vlastnosti materiálu
Môže byť ťažké dosiahnuť vysoko špecifické materiálové vlastnosti potrebné pre letecký priestor. Kovy vo všeobecnosti vyžadujú tepelné spracovanie, aby sa získala požadovaná tvrdosť a pevnosť. Pred spracovaním tepelného spracovania výrazne zlepší tvrdosť a pevnosť materiálu a dokáže udržať prísnejšie tolerancie. Spracovanie tvrdých materiálov však vyžaduje viac času, viac nástroje opotrebuje a vynakladá vyššie náklady na spracovanie. Ak je potrebné tepelné spracovanie, tieto problémy môžu zlepšiť nástroje vyrobené z tvrdších materiálov, ako je titán namiesto karbidov.
Zároveň existujú aj niektoré problémy s tepelným spracovaním po spracovaní, ktoré môžu ovplyvniť veľkosť častí, znižovať presnosť technológie CNC a spôsobiť, že časti presahujú špecifikácie. Túto situáciu je možné vylepšiť výberom najúčinnejšieho tepelného spracovania. Na konci procesu tepelného spracovania je možné namiesto ochladzovania oleja použiť tlakové ochladenie. Olejová ochladenie spôsobuje rýchlejšie zmršťovanie materiálov, čo vedie k väčším rozmerovým zmenám. Potrebujeme tiež akceptovať zvýšený náklady a cyklus dodávania tepelného spracovania. Kvalita je kľúčom k obrábaniu CNC a zlepšenie kvality si vyžaduje rýchlosť obetovania a vznikajúce náklady. Ďalšou možnosťou je vykonať malé množstvo konečného spracovania po procese kalenia. Týmto spôsobom môžete vykonať väčšinu spracovania na predtvrdenom materiáli a dokončiť proces kalenia, aby ste dosiahli požadované tolerancie pre poslednú časť.
Preventívne opatrenia pri obrábaní CNC obrábania leteckých častí
1. Dôležitosť CNC rýchlej výroby prototypov: Stroje CNC sa spoliehajú na 3D modely CAD a pokyny na počítač, aby sa vytvorili diely, čo umožňuje leteckým inžinierom rýchlo vytvoriť nové návrhy prototypov, ich otestovať a upravovať. CNC Rapid Prototyping Manufacturing nevyžaduje investičné nástroje, čo pomáha leteckým spoločnostiam minimalizovať náklady v najväčšej možnej miere.
5- AXIS CNC Strojnícky nástroj na pomoc pri výrobe zložitých vzorov: Dizajn leteckých komponentov sa stáva čoraz zložitejším. Napríklad podvozok a trup lietadla sú veľmi veľké a niektoré malé detaily si vyžadujú veľmi prísne tolerancie. 5- Axis CNC frézovacie stroje môžu dosiahnuť rozsahy, ktoré 3- os alebo {4- stroje.
Vysoko kvalitné materiály zlepšia spracovanie: Medzi tieto materiály patrí nehrdzavejúca oceľ, kompozitné materiály z uhlíkových vlákien, zliatiny hliníka, zliatiny titánu a majú vynikajúce vlastnosti, ako je napríklad tepelný odpor a vysoký pomer pevnosti k hmotnosti, vďaka čomu sú veľmi vhodné pre letecké aplikácie.
Ľahké kovy sú rozhodujúce pre výkon: hliník a titán sú najbežnejšie používané kovy v lietadlách kvôli ich vysokej sile. Ocel je silnejšia a lacnejšia ako hliník a je podobná pevnosti ako titán. Titanium je rovnako silný ako oceľ, ale hmotnosť o 45% ľahšia, zatiaľ čo hliník je asi o 33% ľahší. Ľahké kovy pomáhajú zlepšovať spotrebu paliva a celkovú účinnosť lietadiel. Nevýhodou je, že sa vo všeobecnosti ručne spracúva manuálne. Numerické riadiace stroje sú kompatibilné s viacerými materiálmi a počas výrobného procesu od nich veľmi závisí.
Dôležitosť kontroly kvality: Pravidelná údržba obrábacích strojov môže zabezpečiť optimálny výkon a predĺžiť ich životnosť. Pravidelné rutinné inšpekcie a kalibrácie môžu pomôcť výrobcom udržiavať presnosť a efektívnosť strojov CNC. Aby sa zabezpečilo, že každý komponent spĺňa požadované špecifikácie, môže sa pred fázou zostavy implementovať prísny protokol inšpekcie, aby sa identifikovali a opravili chyby. Používajte pokročilé technológie, ako sú súradnicové meracie stroje (CMM) a laserové skenovanie, aby ste zaistili presnosť dielov.
Trendy formujúce budúcnosť obrábania letectva CNC: Technológia sa neustále vyvíja a výrobcovia musia držať krok, aby konkurovali. Je pravdepodobné, že niekoľko dôležitých trendov bude poháňať budúcnosť obrábania CNC v leteckom priemysle: 5- Axis CNC môže produkovať komplexné časti s jedinečnými tvarmi.
Kontaktujte nás ešte dnes a získajte viac informácií o spracovaní presných dielov!
