Πώς να χρησιμοποιήσετε Μηχανική CNC για να επιτύχετε Ακριβή Παραγωγή Αεροναυπηγικών Μερών;

Γιατί η Boeing και η SpaceX δεν μπορούν να πάψουν από τη μηχανική CNC; Αποκάλυψη των 6 κλειδιών βημάτων της ακριβού παραγωγής στο αεροναυπηγικό

Όταν μπήκα για πρώτη φορά στη βιομηχανία, σκέφτηκα πάντα γιατί ένα κομμάτι τόσο μικρό όσο ένα χτενιάδι των χειρών σε έναν αεροπλανικό κινητήρα τολμούσε να τιμηθεί με δεκάδες χιλιάδες δολάρια; Δεν ήταν μέχρι να δω μια εργοστάσιο αεροναυπηγικών μεριών να χρησιμοποιεί ένα μηχάνημα CNC με πέντε άξονες για να κοπεί ένας αέριος δρόμος σε μια σφυριά τουρβίνας λιγότερο από το παχύ του μιας μαλλιάς σε ένα χάλκινο κενού, που κατάλαβα πόση αδρανή τεχνολογία κρύβεται πίσω από την ακριβή παραγωγή.

1. 0.001 mm που αφορά ζωή και θάνατο

Σε ένα εργοστάσιο αεροναυπηγικών μεριών στο Λος Άντζελες, ο τεχνικός 60χρονος Τομ έχει ένα παράφραση: "Δεν κάνουμε μέρη, κοπτούμε την ασφάλεια πτήσης." Επεστήθη στον συνδυασμό των καταδεξιών του αεροπλάνου: "Η απαιτούμενη υπομονή σε αυτή τη θέση είναι ±0.003mm, που αντιστοιχεί σε 1/3 του διαμέτρου ενός ερυθροκυττάρου του ανθρώπου."

Τέτοιες πρότυπα ακρίβειας είναι συνηθισμένα στον τομέα της αεροδιαστημικής:

• Σφάλμα δυναμικού ισορροπίου στον δίσκο τουρμπίνας ≤ 0.5g·mm
• Ταλάντωση ανοίγματος στον στομύχτη καύσης ±0.005mm
• Απαιτούμενη ισότητα για τον κράνα δορυφορίου 0.01mm/μ²

2. Μαύρη τεχνολογία που επιτρέπει στα μηχανήματα να «καταλαβαίνουν» χτένες X

Σε ένα εργοστάσιο CNC στο Χούστον, ήταν μάρτυρας μιας πραγματικής τεχνολογικής επανάστασης. Ο λειτουργός εισήγαγε άμεσα το 3D μοντέλο της ανεπιθύμητης κατάστασης του μηχανήματος που είχε σαρωθεί με CT στο σύστημα του μηχανήματος, και το μηχανήμα αυτόματα παρέλειπε τα μικρά φυσιά μέσα στο υλικό, όπως ένας χειρουργός που εκτελεί ελαχιστική επέμβαση σε μέταλλο.

Το μυστικό όπλο της σύγχρονης μηχανικής CNC:

• 1. Σύστημα προσαρμοστικής ελέγχου: παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο των αλλαγών της δύναμης κοπής, αυτόματη αποζημίωση για την έξοδο του εργαλείου
• 2. Αλγόριθμος αποζημίωσης θερμικής μεταμόρφωσης: πρόβλεψη της μεταμόρφωσης του μηχανήματος μέσω 20+ νοσιών θερμοκρασίας
• 3. Μηχανική κοπή με υπερήχους: χρήση τριβής 40kHz για να κάνει τον τιτάνιο σύμμικτο να είναι όσο εύκολο να κόβεται όσο και το άλουμι

3. Όσο πιο δύσκολο είναι το υλικό για επεξεργασία, τόσο περισσότερο χρειάζεται CNC

Όταν επισκέφθηκα προμηθευτές της NASA, οι μηχανικοί μου έδειξαν τη λίστα με τα "υλικά επιβάρυνσης" τους:

• Σύγχυτο με βάση καλύβιο Inconel 718 (σκληρότητα HRC45)
• Υλικό σύνθετο ενισχυμένο με άνθρακα (CFRP)
• Υλικό σύνθετο με ματρίξ κεραμικής (CMC)

"Αυτά τα υλικά επεξεργάζονται με παραδοσιακές μέθοδοι, και η ζωή του εργαλείου είναι λιγότερη από 10 λεπτά." Το πιο πρόσφατο επεξεργασμένο εργαλείο PCD τους, συνδυασμένο με τεχνολογία μικροελαιοποίησης, έχει αυξήσει την αποδοση μεταγωγής κατά 300%.

4. Έλεγχος ποιότητας που είναι stricter από ένα νοσοκομειακό χωριστήριο

Ο προσδιοριστικός ελεγχικός προ cess μιας εργοστασίου ακριβών μερών στο Τόκιο μου άνοιξε τα μάτια:

• Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας: επιχειρησιακή έλευση με λαζέρ μετρητικό όργανο κάθε 15 λεπτά
• Μετά την ολοκλήρωση: κατεύθυνση με πλήρη σάρωση με μηχανή μετρήσεων τριών συντεταγμένων (CMM)
• Πριν από την αποστολή: βιομηχανικές εξονυχιστικές εικόνες CT εντός ελέγχου των νοσημάτων
• Για κάθε παρέα: κράτηση πακέτων δεδομένων διαδικασίας, τα οποία μπορούν να ανακατευθυνθούν για 20 χρόνια

Το εγχειρίδιο ποιότητάς τους λέει: "Δεν μετρούμε το μέγεθος, αλλά τη ζωή των επιβατών."

5. Το εργοστάσιο του μέλλοντος έχει φτάσει: Όταν ο CNC συναντήσει την ΤΠ

Τον προηγούμενο χρόνο στην Βιομηχανική Εκθέση του Hannover στη Γερμανία, είδα το εξυπνό σύστημα επεξεργασίας ενός κατασκευαστή:

• Η μάχη μάθησης προβλέπει τη ζωή του εργαλείου με ποσοστό ακρίβειας 98%
• Βοήθεια AR στη συμπεριβολή, και οι αρχάριοι μπορούν επίσης να τοποθετούν γρήγορα
• Τεχνολογία ψηφιακού δίδυμου: μιμήστε 100 συνθήκες λειτουργίας πριν από την πραγματική επεξεργασία

"Πριν έπρεπε να περιμένουμε δύο ώρες για να ρυθμίσουμε τη μηχανή, αλλά τώρα κανονικά σκεπτόμαστε τον κώδικα για να συμβαδίσει αυτόματα το πρόγραμμα επεξεργασίας." Όταν ο μηχανικός επιχειρίας δείξει, η μηχανή εργασίας φαινόταν όπως ένας σκέπτικος γλυπτός μετάλλων.

Δεν υπάρχει σύντομη διαδρομή για την ακριβή παραγωγή

Όσο περισσότερο μιλάω με ειδικούς στον τομέα, τόσο περισσότερο καταλαβαίνω ότι η CNC επεξεργασία δεν είναι μια μάχη μεταξύ κρύων κώδικων και σιδηρού. Τα τμήματα που επιτρέπουν στους διαστημοπλοίους να εισέλθουν με ακρίβεια στην τροχιά και στα επιβατικά αεροπλάνα να επιβάλλουν ασφαλώς είναι το αποτέλεσμα της εμμονής και της καινοτομίας αριθμών απερισκεπάστων μηχανικών μπροστά στις μηχανές εργασίας. Το επόμενο φορά που θα ταξιδεύσετε με αεροπλάνο, ίσως να θέλετε να κοιτάξετε τα λαμπρά πτερά έξω από το παράθυρο - εκεί βρίσκεται η πιο ακριβής καρδιά της σύγχρονης παραγωγής.