Pogoste težave pri obdelavi CNC vesoljskih komponent

Pred obdelavo je treba najti ustrezne materiale. Posebne plastike in superloge je težko nabaviti, z visokimi stroški prevoza in zamudnimi procesi. Vključno z nikljevo zlitino, Titanium, slednji je vrsta plastike, ki se uporablja v vesoljskih aplikacijah. Komponente letalske industrije so vedno zahtevale te materiale, kar je dolgoročni izziv.

Proizvodnja letal se popolnoma razlikuje od drugih izdelkov. Številne vesoljske komponente niso množično proizvedene. Letalo zahteva veliko različnih delov, od katerih vsak morda zahteva le nekaj sto ali manj. To je več sorta, majhna proizvodnja serije. Na žalost proizvodnja več sort in majhnih serij nasprotuje prvotni nameri proizvajalca. Proizvajalci morajo porabiti čas in trud za pregled in postavitev proizvodnih procesov za vsako komponento, tako da nekateri proizvajalci preprosto ne bodo sprejeli projektov, ki zahtevajo, da porabijo čas za razvoj zapletenih geometrijskih procesov za izdelavo več komponent. Včasih je mogoče naročiti več količin, če pa je možno naknadno obdelavo delov, vam lahko omogoči povečanje količine naročila in shranite odvečne dele za nadaljnjo uporabo. Vendar je uporabna le za obstojne modele, ki jih je mogoče uporabiti za prihodnje modele zrakoplovov in zahteva dodaten prostor za shranjevanje.

Sledi različne težave, s katerimi se pogosto soočajo pri proizvodnji letalskih komponent, pa tudi rešitve.

Velikost dela: Letalo je sestavljeno iz milijonov delov. Obstaja veliko majhnih delov, pa tudi nekaj velikih komponent. Za upravljanje delov te velikosti moramo najti dobavitelja z velikim strojem CNC. V nasprotnem primeru boste morali preoblikovati dele. To bo morda zahtevalo razčlenitev večjih komponent na manjše dele. Vendar lahko to poveča skupno težo, saj sestavljanje več manjših delov zahteva dodatne pritrdilne elemente. Po drugi strani je mogoče spremeniti tudi metodo izdelave. Vlivanje lahko naenkrat ustvari velike dele, vendar morda še vedno zahteva obdelavo CNC za post-obdelavo. Čas vlivanja je daljši, ker je treba pred izdelavo kakršnih koli delov oblikovati in izdelati kalupe. Igranje je stroškovno učinkovitejše od obdelave CNC za majhne serske dele.

Obdelava velikih tankostenskih komponent: nekatere komponente imajo velike notranje votline. Zahteva veliko časa, ustvari veliko količino odpadkov in vodi tudi do preostalega stresa v delih. Preostali stres lahko povzroči upogibanje in deformacijo. V tej situaciji obstaja več možnosti. Če je potrebna količina delov majhna, lahko en del obdelamo in preizkusimo. Če ustreza specifikacijam, se lahko še naprej preizkuša za vsak del.

Včasih se lahko vlijejo takšne komponente, ki so bolj primerne za proizvodnjo velikih komponent s tanjšimi stenami, kar ima za posledico manj materialnih odpadkov in manj upogibanja. Da bi dosegli natančno obdelavo in izpolnjevanje zahtev glede tolerance, bo morda še vedno potrebna obdelava CNC. Hkrati se lahko uporabijo posebna visokozmogljiva 5- osi CNC strojne stroje, ki imajo močnejšo moč, hitrost in nadzor. Z uporabo manjše sile in hitrosti lahko tankostenske dele obdelamo, ne da bi uporabili preveč sile, da bi povzročili deformacijo. Poleg tega lahko dele obdelamo simetrično z uporabo radialnih ali osnih globin rezanja, kar lahko zmanjša preostali stres.

Ustrezne lastnosti materiala

Morda je težko doseči zelo specifične lastnosti materiala, potrebnih za vesoljsko vesolje. Kovine običajno potrebujejo toplotno obdelavo, da dobijo potrebno trdoto in moč. Pred predelavo toplotne obdelave bo močno izboljšalo trdoto in moč materiala ter lahko ohranilo strožje tolerance. Vendar pa obdelava trdih materialov traja več časa, izprazni orodja več in povzroči višje stroške obdelave. Če je potrebno toplotno obdelavo, lahko orodja iz težjih materialov, kot je titanij namesto karbidov, izboljšajo te težave.

Hkrati obstaja tudi nekaj težav s toplotno obdelavo po obdelavi, ki lahko vplivajo na velikost delov, zmanjšajo natančnost tehnologije CNC in povzročijo, da deli presegajo specifikacije. To stanje je mogoče izboljšati z izbiro najučinkovitejše toplotne obdelave. Na koncu postopka obdelave toplote lahko namesto gašenja olja uporabimo ugajanje tlaka. Udarjenje olja povzroči hitrejše krčenje materialov, kar ima za posledico večje dimenzijske spremembe. Prav tako moramo sprejeti povečane stroške in dostavni cikel toplotne obdelave. Kakovost je ključna za obdelavo CNC, izboljšanje kakovosti pa zahteva žrtvovanje hitrosti in nastanka stroškov. Druga možnost je izvesti majhno količino končne obdelave po postopku utrjevanja. Tako lahko izvedete večino obdelave na predhodno utrjenem materialu in dokončate postopek utrjevanja, da dosežete zahtevane tolerance za končni del.

1. Pomen proizvodnje prototipov CNC: CNC stroji se za ustvarjanje delov zanašajo na 3D modele CAD in računalniška navodila, kar omogoča, da vesoljski inženirji hitro ustvarijo nove modele prototipov, jih preizkusite in urejajo. CNC Hitra izdelava prototipov ne potrebuje naložbenih orodij, kar pomaga vesoljskim podjetjem, da v največji možni meri zmanjšajo stroške.

5- Axis CNC strojni stroj, ki je podprla proizvodnja zapletenih modelov: zasnova vesoljske komponent postaja vse bolj zapletena. Na primer, pristajalna oprema in trup letala sta zelo velika, nekatere majhne podrobnosti pa zahtevajo izjemno stroge tolerance. 5- osi CNC rezkalni stroji lahko dosežejo območje, ki osi 3- ali 4- osi ne morejo doseči.

Visokokakovostni materiali bodo izboljšali obdelavo: ti materiali vključujejo nerjaveče jeklo, kompozitne materiale iz ogljikovih vlaken, aluminijeve zlitine, titanove zlitine in odlične lastnosti, kot sta toplotna odpornost in visoko razmerje med močjo in težo, zaradi česar so zelo primerni za vesoljske aplikacije.

Lahke kovine so ključne za zmogljivost: aluminij in titanij sta zaradi visoke moči najpogosteje uporabljena kovine v letalih. Jeklo je močnejše in cenejše od aluminija in je po moči podobno titaniju. Titan je tako močan kot jeklo, vendar 45% lažji, aluminij pa je približno 33% lažji. Lahke kovine pomagajo izboljšati porabo goriva in splošno učinkovitost zrakoplovov. Slabost je, da jih je na splošno težko obdelati. Numerični krmilni stroji so združljivi z več materiali in med proizvodnim postopkom zelo odvisni od njih.

Pomen nadzora kakovosti: Redno vzdrževanje obdelovalnih strojev lahko zagotovi optimalno delovanje in podaljša življenjsko dobo. Redni rutinski inšpekcijski pregledi in kalibracije lahko proizvajalcem pomagajo pri ohranjanju natančnosti in učinkovitosti CNC obdelovalnih strojev. Za zagotovitev, da vsaka komponenta ustreza potrebnim specifikacijam, je mogoče pred fazo montaže uporabiti strog protokol za pregled, da se ugotovi in ​​odpravi napake. Uporabite napredne tehnologije, kot so koordinatni merilni stroji (CMM) in lasersko skeniranje, da zagotovite natančnost delov.

Trendi, ki oblikujejo prihodnost obdelave vesoljske celice CNC: Tehnologija se nenehno razvija in proizvajalci morajo biti pripravljeni na tekmovanje. Več pomembnih trendov bo verjetno spodbudilo prihodnost obdelave CNC v vesoljski industriji: 5- osi CNC lahko ustvari zapletene dele z edinstvenimi oblikami.