Vanliga problem i CNC -bearbetning av flyg- och rymdkomponenter

Innan bearbetning är det nödvändigt att hitta lämpliga material. Specialplast och superlegeringar är svåra att skaffa, med höga transportkostnader och tidskrävande processer. Inklusive nickellegering, titan, är det senare en typ av plast som används i flyg- och rymdapplikationer. Flygindustrins komponenter har alltid krävt dessa material, vilket är en långsiktig utmaning.

Produktionen av flygplan skiljer sig helt från andra produkter. Många flyg- och rymdkomponenter är inte massproducerade. Ett flygplan kräver många olika delar, som var och en kanske bara kräver några hundra eller färre. Detta är multi variation, liten satsproduktion. Tyvärr motsäger produktionen av flera sorter och små partier tillverkarens ursprungliga avsikt. Tillverkarna måste spendera tid och ansträngning på att granska och inrätta tillverkningsprocesser för varje komponent, så vissa tillverkare accepterar helt enkelt projekt som kräver att de spenderar tid på att utveckla komplexa geometriska processer för att tillverka flera komponenter. Ibland är det möjligt att beställa fler mängder, men om efterbehandlingen av delarna är möjlig kan det göra att du kan öka orderkvantiteten och lagra överskottsdelar för framtida användning. Men det är endast tillämpligt på ihållande mönster som kan användas för framtida flygplanmodeller och kräver ytterligare utrymme för lagring.

Följande är olika problem som ofta står inför vid tillverkning av luftfartskomponenter samt lösningar.

Delstorlek: Ett flygplan består av miljoner delar. Det finns många små delar, men också några stora komponenter. Vi måste hitta en leverantör med en stor CNC -maskin för att hantera delar av denna storlek. Annars måste du göra om delarna. Detta kan kräva att större komponenter delar upp i mindre delar. Detta kan emellertid öka den totala vikten eftersom montering av flera mindre delar kräver ytterligare fästelement. Å andra sidan kan tillverkningsmetoden också ändras. Gjutning kan producera stora delar på en gång, men det kan fortfarande kräva CNC-bearbetning för efterbehandling. Gjutningstiden är längre eftersom formar måste utformas och tillverkas innan du producerar några delar. Gjutning är mer kostnadseffektivt än CNC-bearbetning för små batchdelar.

Bearbetning av stora tunnväggiga komponenter: Vissa komponenter har stora inre hålrum. Det kräver mycket tid, genererar en stor mängd avfall och leder också till återstående stress i delarna. Restspänning kan orsaka vridning och deformation. I den här situationen finns det flera alternativ. Om den erforderliga mängden delar är liten kan en del bearbetas och testas. Om den uppfyller specifikationerna kan det fortsätta att testas för varje del.

Ibland kan sådana komponenter gjutas, vilket är mer lämpligt för att producera stora komponenter med tunnare väggar, vilket resulterar i mindre materialavfall och mindre vridning. För att uppnå precisionsbearbetning och uppfylla toleranskraven kan CNC -bearbetning fortfarande vara nödvändigt. Samtidigt kan speciell högpresterande 5- Axis CNC-maskinverktyg användas, som har starkare kraft, hastighet och kontroll. Genom att använda lägre kraft och hastighet kan tunnväggiga delar bearbetas utan att applicera för mycket kraft för att orsaka deformation. Dessutom kan delar bearbetas symmetriskt med hjälp av radiella eller axiella skärdjup, vilket kan minska restspänningen.

Lämpliga materialegenskaper

Det kan vara svårt att uppnå de mycket specifika materialegenskaper som krävs för flyg- och rymd. Metaller kräver i allmänhet värmebehandling för att erhålla den erforderliga hårdheten och styrkan. Förbehandling av värmebehandling kommer att förbättra materialets hårdhet och styrka och kan upprätthålla striktare toleranser. Men bearbetning av hårda material tar mer tid, sliter ut verktygen mer och har högre bearbetningskostnader. Om värmebehandling är nödvändig kan verktyg gjorda av hårdare material som titan istället för karbider förbättra dessa problem.

Samtidigt finns det också några problem med värmebehandling efter bearbetning, vilket kan påverka storleken på delarna, minska noggrannheten för CNC -teknik och få delarna att överskrida specifikationerna. Denna situation kan förbättras genom att välja den mest effektiva värmebehandlingen. I slutet av värmebehandlingsprocessen kan tryckkylning användas istället för oljekylning. Oljekylning orsakar snabbare krympning av material, vilket resulterar i större dimensionella förändringar. Vi måste också acceptera den ökade kostnaden och leveranscykeln för värmebehandling. Kvalitet är nyckeln till CNC -bearbetning, och förbättring av kvalitet kräver att offra hastighet och med hastighet. Ett annat alternativ är att utföra en liten mängd slutlig bearbetning efter härdningsprocessen. På detta sätt kan du utföra det mesta av bearbetningen på det pre -härdade materialet och slutföra härdningsprocessen för att uppnå de nödvändiga toleranserna för den sista delen.

1. Betydelsen av CNC Rapid Prototype Manufacturing: CNC -maskiner förlitar sig på 3D -CAD -modeller och datorinstruktioner för att skapa delar, vilket gör att Aerospace Engineers snabbt kan skapa nya prototypdesign, testa dem och redigera dem. CNC Rapid Prototyping Manufacturing kräver inte investeringsverktyg, vilket hjälper till att flyga företag minimerar kostnaderna i största möjliga utsträckning.

5- Axis CNC Machine Tool Assisted Tillverkning av komplexa mönster: Aerospace Component Design blir allt mer komplex. Till exempel är landningsutrustningen och flygplanen i ett flygplan mycket stora, och vissa små detaljer kräver extremt strikta toleranser. 5- Axis CNC -malningsmaskiner kan uppnå intervall som 3- Axis eller 4- Axismaskiner inte kan nå.

Material av hög kvalitet kommer att förbättra bearbetningen: Dessa material inkluderar rostfritt stål, sammansatta material för kolfiber, aluminiumlegeringar, titanlegeringar och har utmärkta egenskaper såsom värmemotstånd och höghållfasthet till viktförhållande, vilket gör dem mycket lämpliga för flyg- och rymdapplikationer.

Lättmetaller är avgörande för prestanda: aluminium och titan är de mest använda metallerna i flygplan på grund av deras höga styrka. Stål är starkare och billigare än aluminium och liknar styrka som titan. Titan är lika starkt som stål, men 45% lättare i vikt, medan aluminium är cirka 33% lättare. Lätta metaller hjälper till att förbättra bränsleekonomin och den totala effektiviteten hos flygplan. Nackdelen är att de i allmänhet är svåra att manuellt bearbeta. Numeriska kontrollmaskiner är kompatibla med flera material och är mycket beroende av dem under tillverkningsprocessen.

Betydelsen av kvalitetskontroll: regelbundet underhåll av maskinverktyg kan säkerställa optimal prestanda och förlänga sin livslängd. Regelbundna rutininspektioner och kalibreringar kan hjälpa tillverkarna att upprätthålla noggrannheten och effektiviteten hos CNC -maskinverktyg. För att säkerställa att varje komponent uppfyller de nödvändiga specifikationerna kan ett strikt inspektionsprotokoll implementeras före monteringsfasen för att identifiera och korrigera fel. Använd avancerad teknik som koordinatmätmaskiner (CMM) och laserskanning för att säkerställa noggrannheten hos delar.

Trender som formar framtiden för Aerospace CNC -bearbetning: Teknik utvecklas ständigt och tillverkare måste hålla jämna steg för att tävla. Flera viktiga trender kommer sannolikt att driva framtiden för CNC -bearbetning inom flygindustrin: 5- Axis CNC kan producera komplexa delar med unika former.