La industria aeroespacial es una de las industrias complejas y críticas en las que se toman medidas de calidad estrictas durante la fabricación de componentes, ya que la seguridad de los pasajeros y de las aeronaves depende de la precisión de los componentes.
Incluso una pequeña desviación podría provocar una falla catastrófica. Por lo tanto, hay mucho en juego y las tolerancias de mecanizado son estrictas para garantizar que cada pieza fabricada encaje perfectamente y funcione bien.
Lea este artículo para conocer los requisitos y estándares de precisión que se siguen en la fabricación de componentes aeroespaciales.
Requisitos de precisión en el mecanizado CNC aeroespacial
Los componentes aeroespaciales funcionan en condiciones extremas, como alta presión, calor intenso y fuerzas de gran tensión. Por eso, cada componente debe fabricarse con la máxima precisión para que funcione sin problemas en entornos tan críticos.
Requisitos de precisión para diferentes piezas aeroespaciales
Las tolerancias y los requisitos de precisión varían entre ±0.005 y ±0.0001″ en los componentes aeroespaciales.
la aeronave componentes estructurales, incluidos los armazones del fuselaje, los largueros de las alas y el conjunto de cola, están sujetos a una gran carga durante la operación. Además, son un conjunto de múltiples componentes que necesitan una gran precisión para fusionarse. Para dichos componentes, los niveles de tolerancia son de ±0.005 a ±0.002″.
Componentes del motor Las piezas de acero, como las palas y los rotores de las turbinas, requieren tolerancias muy estrictas, a menudo del orden de ±0.0001″. Dado que estas piezas funcionan a altas velocidades y temperaturas, cualquier desviación podría provocar ineficiencias o fallos peligrosos.
Aeronave superficies de control (como flaps, alerones y elevadores) gestionan la estabilidad aerodinámica del avión. La precisión también es fundamental en este caso para la capacidad de respuesta y el control. Sus niveles de tolerancia son de hasta ±0.002″.
Requisitos de acabado superficial
En componentes aeroespacialesEl acabado superficial estándar es de 8 µin Ra. Sin embargo, para algunos componentes rotatorios críticos en maquinaria aerodinámica, puede ser tan bajo como 0.25 µin Ra.
Función de las operaciones de mecanizado CNC en los requisitos de precisión
Cada componente aeroespacial se produce mediante una operación de mecanizado o una serie de operaciones. La precisión de cada operación es limitada y se refleja en las tolerancias finales de las piezas.
Fresado CNC de precisión
Fuente: BoyinCNC
fresado CNC Se utiliza para piezas complejas con características detalladas, como componentes de fuselaje, soportes y carcasas. Las fresadoras son versátiles y pueden manipular componentes grandes y pequeños.
Las fresadoras multieje avanzadas (de 3, 4 y 5 ejes) ofrecen una precisión extrema, con tolerancias tan ajustadas como ±0.0001″. En estas máquinas, la herramienta de corte puede moverse y cortar en diferentes ángulos y posiciones, logrando geometrías complejas con un error mínimo.
Torneado CNC
Fuente: Dekmake
Torneado CNC Se utiliza principalmente para piezas cilíndricas y simétricas como ejes, componentes del tren de aterrizaje y cilindros de motor. En esta operación de mecanizado, la pieza de trabajo gira mientras una herramienta de corte le da forma. Los centros de torneado CNC, en particular los centros de torneado multieje, pueden lograr tolerancias tan ajustadas como ±0.005″.
Mecanizado de electroerosión por hilo
La electroerosión por hilo utiliza un hilo cargado eléctricamente para cortar el material con extrema precisión. Se utiliza para mecanizar metales difíciles de mecanizar (tungsteno) y crear geometrías internas complejas que podrían no ser factibles con el fresado.
Los álabes de turbinas, las boquillas de los inyectores de combustible y los componentes del mecanismo de control se fabrican mediante electroerosión. Es habitual que las electroerosiones por hilo fabriquen piezas con una precisión de hasta 0.0001″.
Corte por láser
Técnicas de acabado de superficies para componentes aeroespaciales
Aunque las máquinas CNC desempeñan un papel en la obtención de piezas precisas, las tolerancias precisas dependen principalmente del acabado superficial final. Para afinar y suavizar las piezas mecanizadas, las siguientes técnicas de acabado superficial son bastante populares:
Anodizado
El anodizado es un proceso electroquímico que convierte la superficie del metal en un acabado de óxido anódico duradero. Se realiza básicamente en piezas de aluminio para colorearlas y mejorar su resistencia al desgaste. Entre las piezas, los soportes y las carcasas suelen estar anodizados.
Recubrimiento en polvo
El recubrimiento en polvo es un proceso de acabado en el que se aplica un polvo seco de forma electrostática sobre una superficie y luego se cura con calor. Esto crea una capa protectora dura que es estéticamente agradable y duradera.
Recubrimiento HVOF
El recubrimiento HVOF (combustible de oxígeno a alta velocidad) implica la pulverización de material fundido o semifundido sobre un sustrato a alta velocidad mediante un proceso de combustión. Esto da como resultado recubrimientos densos con excelente adhesión. Se utiliza comúnmente en álabes de turbinas en motores aeroespaciales.
galvanoplastia
La galvanoplastia es un proceso que utiliza corriente eléctrica para depositar una capa de metal sobre un sustrato. Los acabados más comunes incluyen el niquelado para la resistencia a la corrosión, el cromado para el brillo y la durabilidad, y el dorado para los componentes eléctricos. Los sujetadores y conectores en los sistemas aeroespaciales suelen estar galvanizados.
Descripción general de las normas de fabricación aeroespacial
El diseño y las tolerancias de las piezas aeroespaciales están sujetos a ciertas prácticas estándar. Estas normas internacionales rigen la calidad y la precisión dimensional de las piezas aeroespaciales:
AS9100D
AS9100D es una norma de gestión de calidad ampliamente reconocida específicamente para las industrias aeroespacial y de defensa. Se basa en el marco ISO 9001, pero incluye requisitos adicionales adaptados a las necesidades aeroespaciales, como la gestión de riesgos, la seguridad del producto y la mejora continua.
ISO 12573:2010
ISO 12573:2010 Proporciona directrices para la evaluación de la precisión dimensional de los componentes mecánicos. Esta norma se centra en los métodos y técnicas de medición utilizados para evaluar la precisión de las piezas fabricadas, garantizando que cumplan con las tolerancias especificadas.
ASME Y 14.5
ASME Y14.5 es un estándar integral que define el sistema de Dimensionamiento y Tolerancia Geométrica (GD&T) utilizado para especificar tolerancias para la forma, orientación y posición de las piezas.
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