Der Erfolg oder Misserfolg von Luft- und Raumfahrteinsätzen hängt von der Genauigkeit, Präzision und Qualität der verwendeten Komponenten ab. Aus diesem Grund nutzen Luft- und Raumfahrtunternehmen fortschrittliche Fertigungstechniken und -prozesse, um sicherzustellen, dass ihre Komponenten ihren Anforderungen vollständig entsprechen. Während neue Fertigungsmethoden wie der 3D-Druck in der Branche immer beliebter werden, spielen traditionelle Fertigungsmethoden wie die maschinelle Bearbeitung weiterhin eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Teilen und Produkten für Luft- und Raumfahrtanwendungen. B. bessere CAM-Programme, anwendungsspezifische Werkzeugmaschinen, verbesserte Materialien und Beschichtungen sowie eine verbesserte Spankontrolle und Vibrationsdämpfung – haben die Art und Weise, wie Luft- und Raumfahrtunternehmen wichtige Luft- und Raumfahrtkomponenten herstellen, erheblich verändert. Allerdings reicht eine ausgefeilte Ausstattung allein nicht aus. Hersteller müssen über das Fachwissen verfügen, um die Herausforderungen der Materialverarbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie zu meistern.
Die Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen erfordert zunächst spezifische Materialanforderungen. Diese Teile erfordern typischerweise eine hohe Festigkeit, geringe Dichte, hohe thermische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit, um extremen Betriebsbedingungen standzuhalten.
Zu den gängigen Luft- und Raumfahrtmaterialien gehören::
1. Hochfeste Aluminiumlegierung
Hochfeste Aluminiumlegierungen eignen sich aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer einfachen Verarbeitung ideal für Flugzeugstrukturteile. Beispielsweise wird die Aluminiumlegierung 7075 häufig bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt verwendet.
2. Titanlegierung
Titanlegierungen weisen ein hervorragendes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis auf und werden häufig in Flugzeugtriebwerksteilen, Rumpfkomponenten und Schrauben verwendet.
3. Superlegierung
Superlegierungen behalten ihre Festigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen und eignen sich für Triebwerksdüsen, Turbinenschaufeln und andere Hochtemperaturteile.
4. Verbundwerkstoff
Kohlefaserverbundstoffe leisten gute Dienste bei der Reduzierung des Strukturgewichts, der Erhöhung der Festigkeit und der Reduzierung von Korrosion und werden häufig bei der Herstellung von Gehäusen für Luft- und Raumfahrtteile und Raumfahrzeugkomponenten verwendet.
Prozessplanung und -design
Vor der Verarbeitung sind Prozessplanung und -design erforderlich. In dieser Phase muss das Gesamtverarbeitungsschema entsprechend den Designanforderungen der Teile und Materialeigenschaften festgelegt werden. Dazu gehört die Festlegung des Bearbeitungsprozesses, die Auswahl der Werkzeugmaschinenausrüstung, die Auswahl der Werkzeuge usw. Gleichzeitig ist eine detaillierte Prozessgestaltung erforderlich, einschließlich der Bestimmung von Schnittprofil, Schnitttiefe, Schnittgeschwindigkeit und anderen Parametern.
Materialvorbereitung und Schneidprozess
Bei der Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen müssen zunächst Arbeitsmaterialien vorbereitet werden. Zu den in Luftfahrtteilen verwendeten Materialien gehören üblicherweise hochfester legierter Stahl, Edelstahl, Aluminiumlegierungen usw. Nachdem die Materialvorbereitung abgeschlossen ist, wird mit dem Schneidvorgang begonnen.
Dieser Schritt umfasst die Auswahl von Werkzeugmaschinen wie CNC-Werkzeugmaschinen, Drehmaschinen, Fräsmaschinen usw. sowie die Auswahl von Schneidwerkzeugen. Der Schneidprozess muss die Vorschubgeschwindigkeit, Schnittgeschwindigkeit, Schnitttiefe und andere Parameter des Werkzeugs streng kontrollieren, um die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität der Teile sicherzustellen.
Präzisionsbearbeitungsprozess
Komponenten in der Luft- und Raumfahrtindustrie sind in der Regel sehr anspruchsvoll in Bezug auf Größe und Oberflächenqualität, daher ist eine präzise Bearbeitung ein unverzichtbarer Schritt. In dieser Phase kann es erforderlich sein, hochpräzise Verfahren wie Schleifen und Erodieren einzusetzen. Ziel des Präzisionsbearbeitungsprozesses ist es, die Maßgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit der Teile weiter zu verbessern und so deren Zuverlässigkeit und Stabilität im Luftfahrtbereich sicherzustellen.
Wärme behandlung
Einige Luft- und Raumfahrtteile erfordern möglicherweise nach der Präzisionsbearbeitung eine Wärmebehandlung. Durch den Wärmebehandlungsprozess können die Härte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Teile verbessert werden. Dazu gehören Wärmebehandlungsmethoden wie Abschrecken und Anlassen, die entsprechend den spezifischen Anforderungen der Teile ausgewählt werden.
Oberflächen beschichtung
Um die Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Luftfahrtteilen zu verbessern, ist in der Regel eine Oberflächenbeschichtung erforderlich. Zu den Beschichtungsmaterialien können Hartmetall, Keramikbeschichtungen usw. gehören. Oberflächenbeschichtungen können nicht nur die Leistung von Teilen verbessern, sondern auch deren Lebensdauer verlängern.
Montage und Prüfung
Führen Sie die Montage und Inspektion der Teile durch. In dieser Phase müssen die Teile gemäß den Konstruktionsanforderungen zusammengebaut werden, um die Genauigkeit der Übereinstimmung zwischen den verschiedenen Teilen sicherzustellen. Gleichzeitig sind strenge Tests erforderlich, darunter Dimensionstests, Tests der Oberflächenqualität, Tests der Materialzusammensetzung usw., um sicherzustellen, dass die Teile den Standards der Luftfahrtindustrie entsprechen.
Strenge Qualitätskontrolle: Die Anforderungen an die Qualitätskontrolle von Luftfahrtteilen sind sehr streng und in jeder Verarbeitungsphase von Luftfahrtteilen sind strenge Tests und Kontrollen erforderlich, um sicherzustellen, dass die Qualität der Teile den Standards entspricht.
Hohe Präzisionsanforderungen: Luft- und Raumfahrtkomponenten erfordern typischerweise eine sehr hohe Genauigkeit, einschließlich Maßhaltigkeit, Formgenauigkeit und Oberflächenqualität. Daher müssen im Bearbeitungsprozess hochpräzise Werkzeugmaschinen und Werkzeuge eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass die Teile den Designanforderungen entsprechen.
Komplexes Strukturdesign: Luftfahrtteile haben oft komplexe Strukturen, und es ist notwendig, mehrachsige CNC-Werkzeugmaschinen und andere Geräte zu verwenden, um den Bearbeitungsanforderungen komplexer Strukturen gerecht zu werden.
Hohe Temperaturbeständigkeit und hohe Festigkeit: Luftfahrtteile arbeiten normalerweise in rauen Umgebungen wie hohen Temperaturen und hohem Druck. Daher ist es notwendig, Materialien mit hoher Temperaturbeständigkeit und hoher Festigkeit zu wählen und den entsprechenden Wärmebehandlungsprozess durchzuführen.
Insgesamt handelt es sich bei der Teilebearbeitung für die Luft- und Raumfahrtindustrie um einen äußerst technologieintensiven und präzisionsintensiven Prozess, der strenge Betriebsabläufe und fortschrittliche Verarbeitungsausrüstung erfordert, um sicherzustellen, dass die Qualität und Leistung der Endteile den strengen Anforderungen des Luftfahrtsektors gerecht wird.
Die Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen stellt eine Herausforderung dar, vor allem in den folgenden Bereichen:
Komplexe Geometrie
Luft- und Raumfahrtteile weisen häufig komplexe Geometrien auf, die eine hochpräzise Bearbeitung erfordern, um Designanforderungen zu erfüllen.
Superlegierungsverarbeitung
Die Verarbeitung von Superlegierungen ist schwierig und erfordert spezielle Werkzeuge und Verfahren zur Handhabung dieser harten Materialien.
Große Teile
Die Teile des Raumfahrzeugs sind in der Regel sehr groß und erfordern große CNC-Werkzeugmaschinen und spezielle Bearbeitungsgeräte.
Qualitäts kontrolle
Die Luft- und Raumfahrtindustrie stellt höchste Ansprüche an die Teilequalität und erfordert strenge Qualitätskontrollen und Inspektionen, um sicherzustellen, dass jedes Teil den Standards entspricht.
Bei der Teilebearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie kommt es auf Präzision und Zuverlässigkeit an. Ein tiefes Verständnis und eine genaue Kontrolle von Materialien, Prozessen, Präzision und Bearbeitungsschwierigkeiten sind der Schlüssel zur Herstellung hochwertiger Teile für die Luft- und Raumfahrt.
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