L'industrie aérospatiale est tout à fait unique car les conséquences d'une composante défectueuse peuvent être très effrayantes, et nous devons fonctionner parfaitement à chaque fois. Tous les composants doivent fonctionner parfaitement ensemble. Ainsi, le processus de conception et de fabrication doit être correct, en utilisant les bons outils et les bons matériaux, et le maintien d'un ajustement précis et des tolérances strictes est très importante. L'usinage CNC est un choix idéal pour les applications aérospatiales.
Composants fabriqués par l'usinage CNC
Du train d'atterrissage au moteur, les composants structurels peuvent également être usinés par l'usinage CNC. Le boîtier, les engrenages et l'arbre sont des parties importantes des composants mobiles et sont généralement usinés par CNC. Le boîtier du moteur à piston des hélicoptères est généralement usiné à l'aide de CNC.
Les avions, les hélicoptères et les vaisseaux spatiaux nécessitent des matériaux spéciaux pour résister à des environnements extrêmes. Par exemple, le titane est utilisé dans les composants du moteur en raison de sa résistance à la chaleur et de sa résistance. Mais le titane est très cher, il ne peut donc pas être utilisé dans chaque composant d'un avion.
L'aluminium a une faible densité et une forte résistance au rapport de poids, ce qui le rend largement utilisé. Il est facile à traiter et a une vitesse de traitement beaucoup plus rapide que l'acier. L'aluminium 2024 est résistant à la fatigue et peut résister à de nombreux cycles de charge, ce qui le rend adapté aux avions utilisés depuis de nombreuses années. L'aluminium 7075 a une bonne résistance à la fatigue et une résistance à la corrosion, il est donc largement utilisé dans les composants structurels des avions.
L'acier en alliage est également utilisé pour fabriquer des composants d'aviation. 4130 L'acier a une résistance à la traction élevée et est utilisé pour produire des fixations, des engrenages et des composants externes. 4340 L'acier est robuste et a une dureté à forte potentiel, adaptée aux charges élevées sur le train d'atterrissage des avions. Le coût de l'acier est très avantageux par rapport au titane, mais sa densité et son poids plus élevés limitent son utilisation. De plus, contrairement au titane, l'acier est sujet à la corrosion, et s'il est exposé à un environnement humide, il doit être enduit.
matériel
Avant le traitement, il est nécessaire de trouver des matériaux appropriés. Les plastiques spéciaux et les superalliages sont difficiles à se procurer, avec des coûts de transport élevés et des processus longs. Y compris l'alliage de nickel, le titane, ce dernier est un type de plastique utilisé dans les applications aérospatiales. Les composants de l'industrie aéronautique ont toujours nécessité ces matériaux, ce qui est un défi à long terme.
Production de pièces
La production d'avions est complètement différente des autres produits. De nombreux composants aérospatiaux ne sont pas produits en masse. Un avion nécessite de nombreuses pièces différentes, chacune ne nécessitant que quelques centaines ou moins. Il s'agit de la production multiple variété, de petits lots. Malheureusement, la production de variétés multiples et de petits lots contredit l'intention initiale du fabricant. Les fabricants doivent passer du temps et des efforts à examiner et à mettre en place des processus de fabrication pour chaque composant, de sorte que certains fabricants n'accepteront tout simplement pas des projets qui les obligent à passer du temps à développer des processus géométriques complexes pour fabriquer plusieurs composants. Parfois, il est possible de commander plus de quantités, mais si le post-traitement des pièces est possible, il peut vous permettre d'augmenter la quantité de commande et de stocker des pièces excédentaires pour une utilisation future. Mais il ne s'applique qu'aux conceptions persistantes qui peuvent être utilisées pour les futurs modèles d'aéronefs et nécessitent un espace supplémentaire pour le stockage.
Défis rencontrés par l'industrie de la fabrication aérospatiale
Les éléments suivants sont des problèmes différents qui sont souvent confrontés lors de la fabrication de composants d'aviation, ainsi que des solutions.
Taille de la pièce: Un avion est composé de millions de pièces. Il existe de nombreuses petites pièces, mais aussi de grands composants. Nous devons trouver un fournisseur avec une grande machine CNC pour gérer les parties de cette taille. Sinon, vous devrez repenser les pièces. Cela peut nécessiter de décomposer des composants plus grands en parties plus petites. Cependant, cela peut augmenter le poids global car l'assemblage de plusieurs pièces plus petites nécessite des attaches supplémentaires. D'un autre côté, la méthode de fabrication peut également être modifiée. Le moulage peut produire de grandes pièces en une seule fois, mais cela peut encore nécessiter un usinage CNC pour le post-traitement. Le temps de coulée est plus long car les moules doivent être conçus et fabriqués avant de produire des pièces. La coulée est plus rentable que l'usinage CNC pour les petites pièces par lots.
Traitement de gros composants à parois minces: Certains composants ont de grandes cavités internes. Il nécessite beaucoup de temps, génère une grande quantité de déchets et entraîne également un stress résiduel dans les pièces. Le stress résiduel peut provoquer une déformation et une déformation. Dans cette situation, il existe plusieurs options. Si la quantité requise de pièces est petite, une partie peut être traitée et testée. S'il répond aux spécifications, il peut continuer d'être testé pour chaque partie.
Parfois, de tels composants peuvent être coulés, ce qui convient plus à la production de grands composants avec des murs plus fins, entraînant moins de déchets de matières et moins de déformation. Afin d'atteindre l'usinage de précision et de répondre aux exigences de tolérance, l'usinage CNC peut toujours être nécessaire. Dans le même temps, des machines CNC à haute performance spéciales 5- peuvent être utilisées, qui ont une puissance, une vitesse et un contrôle plus forts. En utilisant une force et une vitesse inférieures, les pièces à parois minces peuvent être traitées sans appliquer trop de force pour provoquer une déformation. De plus, les pièces peuvent être usinées symétriquement en utilisant des profondeurs de coupe radiales ou axiales, ce qui peut réduire la contrainte résiduelle.
Propriétés des matériaux appropriés
Il peut être difficile d'atteindre les propriétés de matériaux très spécifiques nécessaires à l'aérospatiale. Les métaux nécessitent généralement un traitement thermique pour obtenir la dureté et la résistance requises. Le traitement thermique pré-traitement améliorera considérablement la dureté et la résistance du matériau et peut maintenir des tolérances plus strictes. Cependant, le traitement des matériaux durs prend plus de temps, épuise davantage des outils et entraîne des coûts de traitement plus élevés. Si un traitement thermique est nécessaire, les outils en matériaux plus durs tels que le titane au lieu des carbures peuvent améliorer ces problèmes.
Dans le même temps, il y a également des problèmes de traitement thermique après le traitement, ce qui peut affecter la taille des pièces, réduire la précision de la technologie CNC et faire dépasser les spécifications des pièces. Cette situation peut être améliorée en sélectionnant le traitement thermique le plus efficace. À la fin du processus de traitement thermique, la trempe de pression peut être utilisée au lieu de la trempe à l'huile. La trempe à l'huile provoque un retrait plus rapide des matériaux, entraînant des changements de dimension plus importants. Nous devons également accepter l'augmentation du cycle des coûts et de la livraison du traitement thermique. La qualité est la clé de l'usinage CNC, et l'amélioration de la qualité nécessite de sacrifier la vitesse et des coûts de création. Une autre option consiste à effectuer une petite quantité de traitement final après le processus de durcissement. De cette façon, vous pouvez effectuer la majeure partie du traitement sur le matériau pré-durci et terminer le processus de durcissement pour obtenir les tolérances requises pour la partie finale.
Précautions lorsque CNC Usining Pièces aérospatiales
1. L'importance de la fabrication de prototypes rapides CNC: les machines CNC s'appuient sur des modèles CAO 3D et des instructions informatiques pour créer des pièces, permettant aux ingénieurs aérospatiaux de créer rapidement de nouveaux conceptions de prototypes, de les tester et de les modifier. CNC Rapid Prototyping Manufacturing ne nécessite pas d'outils d'investissement, aidant les entreprises aérospatiales à minimiser les coûts possibles.
5- Axe CNC Machine Tool Fabrication de conceptions complexes: La conception des composants aérospatiaux devient de plus en plus complexe. Par exemple, le train d'atterrissage et le fuselage d'un avion sont très grands et certains petits détails nécessitent des tolérances extrêmement strictes. 5- Les machines de fraisage de l'axe CNC peuvent atteindre des plages que les machines d'axe 3- ou 4- ne peuvent pas atteindre.
Les matériaux de haute qualité amélioreront le traitement: ces matériaux comprennent l'acier inoxydable, les matériaux composites en fibre de carbone, les alliages en aluminium, les alliages de titane et ont d'excellentes propriétés telles que la résistance thermique et le rapport haute résistance au poids, ce qui les rend très adaptés aux applications aérospatiales.
Les métaux légers sont cruciaux pour les performances: l'aluminium et le titane sont les métaux les plus couramment utilisés dans les avions en raison de leur forte résistance. L'acier est plus fort et moins cher que l'aluminium, et est similaire dans la résistance au titane. Le titane est aussi fort que l'acier, mais 45% de poids plus léger, tandis que l'aluminium est environ 33% plus léger. Les métaux légers aident à améliorer l'économie de carburant et l'efficacité globale des avions. L'inconvénient est qu'ils sont généralement difficiles à traiter manuellement. Les machines de contrôle numérique sont compatibles avec plusieurs matériaux et dépendent fortement d'eux pendant le processus de fabrication.
L'importance du contrôle de la qualité: la maintenance régulière des machines-outils peut garantir des performances optimales et prolonger leur durée de vie. Les inspections et les étalonnages réguliers de routine peuvent aider les fabricants à maintenir la précision et l'efficacité des machines-outils CNC. Pour s'assurer que chaque composant répond aux spécifications requises, un protocole d'inspection strict peut être mis en œuvre avant la phase d'assemblage pour identifier et corriger les erreurs. Utilisez des technologies avancées telles que les machines de mesure des coordonnées (CMM) et le balayage laser pour assurer la précision des pièces.
Tendances façonnant l'avenir de l'usinage aérospatial CNC: la technologie évolue constamment et les fabricants doivent suivre la compétition. Plusieurs tendances importantes sont susceptibles de conduire l'avenir de l'usinage CNC dans l'industrie aérospatiale: 5- axe CNC peut produire des pièces complexes avec des formes uniques.
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