Problemas comunes en el mecanizado CNC de componentes aeroespaciales

Antes del procesamiento, es necesario encontrar materiales adecuados. Los plásticos especiales y las superlares son difíciles de adquirir, con altos costos de transporte y procesos que requieren mucho tiempo. Incluyendo aleación de níquel, titanio, este último es un tipo de plástico utilizado en aplicaciones aeroespaciales. Los componentes de la industria de la aviación siempre han requerido estos materiales, que es un desafío a largo plazo.

La producción de aviones es completamente diferente de otros productos. Muchos componentes aeroespaciales no son producidos en masa. Un avión requiere muchas partes diferentes, cada una de las cuales solo puede requerir unos pocos cientos o menos. Esta es una producción de múltiples variedades, pequeñas lotes. Desafortunadamente, la producción de múltiples variedades y lotes pequeños contradice la intención original del fabricante. Los fabricantes deben pasar tiempo y esfuerzo revisando y estableciendo procesos de fabricación para cada componente, por lo que algunos fabricantes simplemente no aceptarán proyectos que les exigan que pasen tiempo desarrollando procesos geométricos complejos para fabricar varios componentes. A veces es posible pedir más cantidades, pero si es posible el procesamiento posterior de las piezas, puede permitirle aumentar la cantidad de pedido y almacenar piezas en exceso para uso futuro. Pero solo es aplicable a diseños persistentes que se pueden usar para futuros modelos de aeronaves, y requiere espacio adicional para el almacenamiento.

Los siguientes son diferentes problemas que a menudo se enfrentan al fabricar componentes de aviación, así como soluciones.

Tamaño de pieza: un avión está compuesto por millones de piezas. Hay muchas partes pequeñas, pero también algunos componentes grandes. Debemos encontrar un proveedor con una gran máquina CNC para manejar partes de este tamaño. De lo contrario, tendrá que rediseñar las piezas. Esto puede requerir descomponer los componentes más grandes en partes más pequeñas. Sin embargo, esto puede aumentar el peso total ya que el ensamblaje de múltiples partes más pequeñas requiere sujetadores adicionales. Por otro lado, el método de fabricación también se puede cambiar. La fundición puede producir grandes partes de una vez, pero aún puede requerir mecanizado CNC para el procesamiento posterior. El tiempo de fundición es más largo porque los moldes deben diseñarse y fabricarse antes de producir piezas. La fundición es más rentable que el mecanizado CNC para pequeñas piezas por lotes.

Procesamiento de componentes grandes de paredes delgadas: algunos componentes tienen grandes cavidades internas. Requiere mucho tiempo, genera una gran cantidad de residuos y también conduce al estrés residual en las piezas. El estrés residual puede causar deformación y deformación. En esta situación, hay varias opciones. Si la cantidad requerida de piezas es pequeña, una parte se puede procesar y probar. Si cumple con las especificaciones, puede continuar siendo probada para cada parte.

A veces, tales componentes se pueden lanzar, lo que es más adecuado para producir componentes grandes con paredes más delgadas, lo que resulta en menos desechos de materiales y menos deformación. Para lograr el mecanizado de precisión y cumplir con los requisitos de tolerancia, el mecanizado CNC aún puede ser necesario. Al mismo tiempo, se pueden usar máquinas de máquinas de máquinas CNC de eje de alto rendimiento especial 5- CNC, que tienen una potencia, velocidad y control más fuerte. Al usar la fuerza y ​​la velocidad más bajas, las piezas de paredes delgadas se pueden procesar sin aplicar demasiada fuerza para causar deformación. Además, las piezas se pueden mecanizar simétricamente utilizando profundidades de corte radiales o axiales, lo que puede reducir el estrés residual.

Propiedades de material apropiadas

Puede ser difícil lograr las propiedades de material altamente específicas necesarias para el aeroespacial. Los metales generalmente requieren tratamiento térmico para obtener la dureza y la resistencia requeridas. El tratamiento térmico previo al procesamiento mejorará en gran medida la dureza y la resistencia del material, y podrá mantener tolerancias más estrictas. Sin embargo, el procesamiento de materiales duros lleva más tiempo, desgaste las herramientas más e incurre en mayores costos de procesamiento. Si es necesario un tratamiento térmico, las herramientas hechas de materiales más duros como el titanio en lugar de los carburos pueden mejorar estos problemas.

Al mismo tiempo, también hay algunos problemas con el tratamiento térmico después del procesamiento, lo que puede afectar el tamaño de las piezas, reducir la precisión de la tecnología CNC y hacer que las piezas superen las especificaciones. Esta situación se puede mejorar seleccionando el tratamiento térmico más eficiente. Al final del proceso de tratamiento térmico, se puede usar el enfriamiento de presión en lugar del enfriamiento de aceite. El enfriamiento de aceite causa una contracción más rápida de los materiales, lo que resulta en cambios dimensionales más grandes. También necesitamos aceptar el mayor costo y ciclo de entrega del tratamiento térmico. La calidad es la clave para el mecanizado de CNC, y mejorar la calidad requiere sacrificar la velocidad e incurrir en costos. Otra opción es realizar una pequeña cantidad de procesamiento final después del proceso de endurecimiento. De esta manera, puede realizar la mayor parte del procesamiento en el material precedido y completar el proceso de endurecimiento para lograr las tolerancias requeridas para la parte final.

1. La importancia de la fabricación de prototipos rápidos CNC: las máquinas CNC dependen de modelos CAD 3D e instrucciones informáticas para crear piezas, lo que permite a los ingenieros aeroespaciales crear rápidamente nuevos diseños de prototipos, probarlos y editarlos. La fabricación de prototipos rápidos de CNC no requiere herramientas de inversión, lo que ayuda a las empresas aeroespaciales a minimizar los costos en la mayor medida posible.

5- Axis CNC La máquina herramienta Asistida de fabricación de diseños complejos: el diseño de componentes aeroespaciales se está volviendo cada vez más complejo. Por ejemplo, el tren de aterrizaje y el fuselaje de un avión son muy grandes, y algunos pequeños detalles requieren tolerancias extremadamente estrictas. 5- Las máquinas de fresado CNC de eje pueden alcanzar rangos que 3- eje o 4- Las máquinas de eje no pueden alcanzar.

Los materiales de alta calidad mejorarán el procesamiento: estos materiales incluyen acero inoxidable, materiales compuestos de fibra de carbono, aleaciones de aluminio, aleaciones de titanio y excelentes propiedades, como resistencia al calor y alta resistencia a relación, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones aeroespaciales.

Los metales livianos son cruciales para el rendimiento: el aluminio y el titanio son los metales más utilizados en los aviones debido a su alta resistencia. El acero es más fuerte y más barato que el aluminio, y es similar en resistencia al titanio. El titanio es tan fuerte como el acero, pero un 45% más ligero en peso, mientras que el aluminio es aproximadamente un 33% más ligero. Los metales livianos ayudan a mejorar la economía de combustible y la eficiencia general de las aeronaves. La desventaja es que generalmente son difíciles de procesar manualmente. La maquinaria de control numérico es compatible con múltiples materiales y es muy dependiente de ellos durante el proceso de fabricación.

La importancia del control de calidad: el mantenimiento regular de las máquinas herramientas puede garantizar un rendimiento óptimo y extender su vida útil. Las inspecciones y calibraciones de rutina regulares pueden ayudar a los fabricantes a mantener la precisión y eficiencia de las máquinas herramientas CNC. Para garantizar que cada componente cumpla con las especificaciones requeridas, se puede implementar un protocolo de inspección estricto antes de la fase de ensamblaje para identificar y corregir errores. Use tecnologías avanzadas, como máquinas de medición de coordenadas (CMM) y escaneo láser para garantizar la precisión de las piezas.

Las tendencias que dan forma al futuro del mecanizado Aeroespace CNC: la tecnología está en constante evolución y los fabricantes deben mantenerse al día. Es probable que varias tendencias importantes impulsen el futuro del mecanizado CNC en la industria aeroespacial: 5- Axis CNC puede producir piezas complejas con formas únicas.