Le succès ou l’échec des opérations aérospatiales dépend de l’exactitude, de la précision et de la qualité des composants utilisés. Pour cette raison, les entreprises aérospatiales utilisent des techniques et des processus de fabrication avancés pour garantir que leurs composants répondent pleinement à leurs besoins. Alors que les nouvelles méthodes de fabrication telles que l’impression 3D gagnent rapidement en popularité dans l’industrie, les méthodes de fabrication traditionnelles telles que l’usinage continuent de jouer un rôle clé dans la production de pièces et de produits destinés aux applications aérospatiales. De meilleurs programmes de FAO, des machines-outils spécifiques à des applications, des matériaux et des revêtements améliorés, ainsi qu'un meilleur contrôle des copeaux et un meilleur amortissement des vibrations, ont considérablement modifié la manière dont les entreprises aérospatiales fabriquent des composants aérospatiaux critiques. Cependant, un équipement sophistiqué ne suffit pas. Les fabricants doivent posséder l’expertise nécessaire pour surmonter les défis de traitement des matériaux de l’industrie aérospatiale.
Exigences matérielles
La fabrication de pièces aérospatiales nécessite d’abord des exigences matérielles spécifiques. Ces pièces nécessitent généralement une résistance élevée, une faible densité, une stabilité thermique élevée et une résistance à la corrosion pour supporter des conditions de fonctionnement extrêmes.
Les matériaux aérospatiaux courants comprennent:
1. Alliage d'aluminium à haute résistance
Les alliages d'aluminium à haute résistance sont idéaux pour les pièces structurelles d'avions en raison de leur légèreté, de leur résistance à la corrosion et de leur facilité de traitement. Par exemple, l’alliage d’aluminium 7075 est largement utilisé dans la fabrication de pièces aérospatiales.
2. alliage de titane
Les alliages de titane ont un excellent rapport résistance/poids et sont largement utilisés dans les pièces de moteurs d’avion, les composants de fuselage et les vis.
3. Superalliage
Les superalliages maintiennent résistance et stabilité à haute température et conviennent aux tuyères de moteurs, aux aubes de turbine et à d'autres pièces à haute température.
4. Matériau composite
Les composites en fibre de carbone réussissent bien à réduire le poids structurel, à augmenter la résistance et à réduire la corrosion, et sont couramment utilisés dans la fabrication de boîtiers pour pièces aérospatiales et composants d'engins spatiaux.
Quelles sont les caractéristiques du processus de traitement des pièces aérospatiales ?
Planification et conception des processus
La planification et la conception du processus sont nécessaires avant le traitement. À ce stade, il est nécessaire de déterminer le schéma global de traitement en fonction des exigences de conception des pièces et des caractéristiques des matériaux. Cela inclut la détermination du processus de traitement, le choix de l'équipement de la machine-outil, la sélection des outils, etc. Dans le même temps, il est nécessaire de réaliser une conception détaillée du processus, y compris la détermination du profil de coupe, de la profondeur de coupe, de la vitesse de coupe et d'autres paramètres.
Processus de préparation et de découpe du matériau
Dans le processus de traitement des pièces aérospatiales, la première nécessité est de préparer le matériel de travail. Habituellement, les matériaux utilisés dans les pièces d'aviation comprennent l'acier allié à haute résistance, l'acier inoxydable, l'alliage d'aluminium, etc. Une fois la préparation du matériau terminée, le processus de découpe commence.
Cette étape implique la sélection des machines-outils, telles que les machines-outils à commande numérique, les tours, les fraiseuses, etc., ainsi que la sélection des outils de coupe. Le processus de coupe doit contrôler strictement la vitesse d'avance, la vitesse de coupe, la profondeur de coupe et d'autres paramètres de l'outil pour garantir la précision dimensionnelle et la qualité de surface des pièces.
Processus d'usinage de précision
Les composants aérospatiaux sont généralement très exigeants en termes de taille et de qualité de surface, l'usinage de précision est donc une étape indispensable. A ce stade, il peut être nécessaire de recourir à des procédés de haute précision tels que le meulage et l'électroérosion. L’objectif du processus d’usinage de précision est d’améliorer encore la précision dimensionnelle et l’état de surface des pièces, garantissant ainsi leur fiabilité et leur stabilité dans le domaine aéronautique.
Traitement thermique
Certaines pièces aérospatiales peuvent nécessiter un traitement thermique après un usinage de précision. Le processus de traitement thermique peut améliorer la dureté, la résistance et la résistance à la corrosion des pièces. Cela inclut les méthodes de traitement thermique telles que la trempe et le revenu, qui sont sélectionnées en fonction des exigences spécifiques des pièces.
Revêtement de surface
Afin d'améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion des pièces d'aviation, un revêtement de surface est généralement nécessaire. Les matériaux de revêtement peuvent inclure du carbure cémenté, un revêtement céramique, etc. Les revêtements de surface peuvent non seulement améliorer les performances des pièces, mais également prolonger leur durée de vie.
Assemblage et tests
Effectuer l'assemblage et l'inspection des pièces. À ce stade, les pièces doivent être assemblées conformément aux exigences de conception pour garantir la précision de la correspondance entre les différentes pièces. Dans le même temps, des tests rigoureux sont nécessaires, notamment des tests dimensionnels, des tests de qualité de surface, des tests de composition des matériaux, etc., pour garantir que les pièces répondent aux normes de l'industrie aéronautique.
Caractéristiques du processus
Contrôle de qualité strict:
Les exigences de contrôle de qualité des pièces d'aviation sont très strictes, et des tests et des contrôles stricts sont requis à chaque étape de traitement des pièces d'aviation pour garantir que la qualité des pièces répond aux normes.
Exigences de haute précision:
Les composants aérospatiaux nécessitent généralement une très grande précision, notamment en termes de précision dimensionnelle, de forme et de qualité de surface. Par conséquent, des machines-outils et des outils de haute précision doivent être utilisés dans le processus de traitement pour garantir que les pièces répondent aux exigences de conception.
Conception de structures complexes:
Les pièces d'aviation ont souvent des structures complexes et il est nécessaire d'utiliser des machines-outils CNC multi-axes et d'autres équipements pour répondre aux besoins de traitement de structures complexes.
Résistance à haute température et haute résistance:
Les pièces d'aviation fonctionnent généralement dans des environnements difficiles tels que des températures et des pressions élevées, il est donc nécessaire de choisir des matériaux résistants aux températures élevées et à haute résistance, et d'effectuer le processus de traitement thermique correspondant.
Dans l’ensemble, le traitement des pièces aérospatiales est un processus hautement technologique et exigeant en précision qui nécessite des processus opérationnels stricts et des équipements de traitement avancés pour garantir que la qualité et les performances des pièces finales peuvent répondre aux exigences strictes du secteur aéronautique.
Difficultés de traitement
Le traitement des pièces aérospatiales est un défi, principalement dans les domaines suivants:
Géométrie complexe
Les pièces aérospatiales présentent souvent des géométries complexes qui nécessitent un usinage de haute précision pour répondre aux exigences de conception.
Traitement des super alliages
Le traitement des superalliages est difficile et nécessite des outils et des procédés spéciaux pour manipuler ces matériaux durs.
Grandes pièces
Les pièces du vaisseau spatial sont généralement très volumineuses, nécessitant de grandes machines-outils CNC et des équipements de traitement spéciaux.
Contrôle de qualité
L'industrie aérospatiale est extrêmement exigeante en matière de qualité des pièces et exige un contrôle qualité et une inspection rigoureux pour garantir que chaque pièce répond aux normes.
Dans le traitement des pièces aérospatiales, la précision et la fiabilité sont essentielles. Une compréhension approfondie et une maîtrise fine des matériaux, des processus, de la précision et des difficultés d’usinage sont la clé de la fabrication de pièces aérospatiales de haute qualité.