El éxito o el fracaso de las operaciones aeroespaciales depende de la exactitud, precisión y calidad de los componentes utilizados. Por este motivo, las empresas aeroespaciales utilizan técnicas y procesos de fabricación avanzados para garantizar que sus componentes satisfagan plenamente sus necesidades. Si bien los nuevos métodos de fabricación, como la impresión 3D, están ganando rápidamente popularidad en la industria, los métodos de fabricación tradicionales, como el mecanizado, siguen desempeñando un papel clave en la producción de piezas y productos para aplicaciones aeroespaciales. Mejores programas CAM, máquinas herramienta para aplicaciones específicas, materiales y recubrimientos mejorados y un mejor control de virutas y amortiguación de vibraciones han cambiado significativamente la forma en que las empresas aeroespaciales fabrican componentes aeroespaciales críticos. Sin embargo, un equipamiento sofisticado por sí solo no es suficiente. Los fabricantes deben tener la experiencia para superar los desafíos del procesamiento de materiales de la industria aeroespacial.
Requerimientos materiales
La fabricación de piezas aeroespaciales requiere en primer lugar requisitos de materiales específicos. Estas piezas normalmente requieren alta resistencia, baja densidad, alta estabilidad térmica y resistencia a la corrosión para soportar condiciones operativas extremas.
Los materiales aeroespaciales comunes incluyen:
1. Aleación de aluminio de alta resistencia
Las aleaciones de aluminio de alta resistencia son ideales para piezas estructurales de aviones debido a su peso ligero, resistencia a la corrosión y facilidad de procesamiento. Por ejemplo, la aleación de aluminio 7075 se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas aeroespaciales.
2. aleación de titanio
Las aleaciones de titanio tienen una excelente relación resistencia-peso y se utilizan ampliamente en piezas de motores de aviones, componentes de fuselajes y tornillos.
3. superaleación
Las superaleaciones mantienen la resistencia y la estabilidad a altas temperaturas y son adecuadas para boquillas de motores, álabes de turbinas y otras piezas de alta temperatura.
4. Material compuesto
Los compuestos de fibra de carbono funcionan bien para reducir el peso estructural, aumentar la resistencia y reducir la corrosión, y se utilizan comúnmente en la fabricación de carcasas para piezas aeroespaciales y componentes de naves espaciales.
¿Cuáles son las características del proceso de procesamiento de piezas aeroespaciales?
Planificación y diseño de procesos.
Se requiere planificación y diseño del proceso antes del procesamiento. En esta etapa, es necesario determinar el esquema general de procesamiento de acuerdo con los requisitos de diseño de las piezas y las características del material. Esto incluye determinar el proceso de procesamiento, la elección del equipo de la máquina herramienta, la selección de herramientas, etc. Al mismo tiempo, es necesario llevar a cabo un diseño detallado del proceso, incluida la determinación del perfil de corte, la profundidad de corte, la velocidad de corte y otros parámetros.
Proceso de preparación y corte de materiales.
En el proceso de procesamiento de piezas aeroespaciales, lo primero que se necesita es preparar los materiales de trabajo. Por lo general, los materiales utilizados en las piezas de aviación incluyen acero aleado de alta resistencia, acero inoxidable, aleación de aluminio, etc. Una vez completada la preparación del material, se ingresa al proceso de corte.
Este paso implica la selección de máquinas herramienta, como máquinas herramienta CNC, tornos, fresadoras, etc., así como la selección de herramientas de corte. El proceso de corte debe controlar estrictamente la velocidad de avance, la velocidad de corte, la profundidad de corte y otros parámetros de la herramienta para garantizar la precisión dimensional y la calidad de la superficie de las piezas.
Proceso de mecanizado de precisión
Los componentes aeroespaciales suelen ser muy exigentes en cuanto a tamaño y calidad superficial, por lo que el mecanizado de precisión es un paso indispensable. En esta etapa, puede ser necesario utilizar procesos de alta precisión como el rectificado y la electroerosión. El objetivo del proceso de mecanizado de precisión es mejorar aún más la precisión dimensional y el acabado superficial de las piezas, asegurando su fiabilidad y estabilidad en el campo de la aviación.
Tratamiento térmico
Algunas piezas aeroespaciales pueden requerir tratamiento térmico después del mecanizado de precisión. El proceso de tratamiento térmico puede mejorar la dureza, resistencia y resistencia a la corrosión de las piezas. Esto incluye métodos de tratamiento térmico como el temple y el revenido, que se seleccionan según los requisitos específicos de las piezas.
Revestimiento de superficie
Para mejorar la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión de las piezas de aviación, generalmente se requiere un recubrimiento de superficie. Los materiales de revestimiento pueden incluir carburo cementado, revestimiento cerámico, etc. Los revestimientos de superficies no sólo pueden mejorar el rendimiento de las piezas, sino también prolongar su vida útil.
Montaje y prueba
Realizar montaje e inspección de piezas. En esta etapa, las piezas deben ensamblarse de acuerdo con los requisitos de diseño para garantizar la precisión de la coincidencia entre las distintas piezas. Al mismo tiempo, se requieren pruebas rigurosas, incluidas pruebas dimensionales, pruebas de calidad de la superficie, pruebas de composición de materiales, etc., para garantizar que las piezas cumplan con los estándares de la industria de la aviación.
Características del proceso
estricto control de calidad:
Los requisitos de control de calidad de las piezas de aviación son muy estrictos y se requieren pruebas y controles estrictos en cada etapa de procesamiento de las piezas de aviación para garantizar que la calidad de las piezas cumpla con los estándares.
Requisitos de alta precisión:
Los componentes aeroespaciales normalmente requieren una precisión muy alta, incluida la precisión dimensional, la precisión de la forma y la calidad de la superficie. Por lo tanto, es necesario utilizar máquinas herramienta y herramientas de alta precisión en el proceso de procesamiento para garantizar que las piezas cumplan con los requisitos de diseño.
Diseño de estructura compleja:
Las piezas de aviación suelen tener estructuras complejas y es necesario utilizar máquinas herramienta CNC de múltiples ejes y otros equipos para satisfacer las necesidades de procesamiento de estructuras complejas.
Resistencia a altas temperaturas y alta resistencia.:
Las piezas de aviación suelen funcionar en entornos hostiles como alta temperatura y alta presión, por lo que es necesario elegir materiales resistentes a altas temperaturas y alta resistencia, y realizar el correspondiente proceso de tratamiento térmico.
En general, el procesamiento de piezas aeroespaciales es un proceso que requiere mucha tecnología y precisión y requiere procesos operativos estrictos y equipos de procesamiento avanzados para garantizar que la calidad y el rendimiento de las piezas finales puedan cumplir con los estrictos requisitos del sector de la aviación.
Dificultades de procesamiento
El procesamiento de piezas aeroespaciales es un desafío, principalmente en las siguientes áreas:
Geometría compleja
Las piezas aeroespaciales suelen tener geometrías complejas que requieren un mecanizado de alta precisión para cumplir con los requisitos de diseño.
Procesamiento de superaleaciones
El procesamiento de superaleaciones es difícil y requiere herramientas y procesos especiales para manipular estos materiales duros.
Piezas grandes
Las piezas de la nave espacial suelen ser muy grandes y requieren grandes máquinas herramienta CNC y equipos de procesamiento especiales.
Control de calidad
La industria aeroespacial es extremadamente exigente con la calidad de las piezas y requiere inspecciones y controles de calidad rigurosos para garantizar que cada pieza cumpla con los estándares.
En el procesamiento de piezas aeroespaciales, la precisión y la confiabilidad son clave. Un conocimiento profundo y un control preciso de los materiales, los procesos, la precisión y las dificultades del mecanizado es la clave para fabricar piezas aeroespaciales de alta calidad.