Lucht- en ruimtevaart is een van de complexe en kritische industrieën waar strenge kwaliteitsmaatregelen worden genomen tijdens de productie van componenten. Dat komt omdat de veiligheid van passagiers en vliegtuigen afhankelijk is van precieze componenten.
Zelfs een kleine afwijking kan leiden tot een catastrofale storing. De inzet is dus hoog en de bewerkingstoleranties zijn strak om ervoor te zorgen dat elk geproduceerd onderdeel precies past en goed presteert.
Lees dit artikel om meer te weten te komen over de nauwkeurigheidsvereisten en -normen die gelden bij de productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten.
Nauwkeurigheidsvereisten bij CNC-bewerking in de lucht- en ruimtevaart
Luchtvaartcomponenten werken onder extreme omstandigheden, zoals hoge druk, intense hitte en hoge spanningskrachten. Daarom moet elk onderdeel met de grootste nauwkeurigheid worden vervaardigd om naadloos te kunnen werken in zulke kritieke omgevingen.
Precisievereisten voor verschillende lucht- en ruimtevaartonderdelen
De toleranties en nauwkeurigheidsvereisten variëren van ±0.005 tot ±0.0001 inch voor componenten in de lucht- en ruimtevaart.
Het vliegtuig structurele componenten, inclusief rompframes, vleugelsparren en staartconstructie, worden tijdens de operatie aan een hoge belasting blootgesteld. Bovendien zijn ze een assemblage van meerdere componenten die een hoge precisie nodig hebben om te fuseren. Voor dergelijke componenten zijn de tolerantieniveaus ±0.005 tot ±0.002".
Motorkomponenten zoals turbinebladen en rotoren vereisen de kleinste toleranties, vaak in het bereik van ±0.0001″. Omdat deze onderdelen op hoge snelheden en temperaturen werken, kan elke afwijking leiden tot inefficiënties of gevaarlijke storingen.
Vliegtuig stuurvlakken (zoals flaps, ailerons en elevators) beheren de aerodynamische stabiliteit van het vliegtuig. Precisie is hier ook cruciaal voor responsiviteit en controle. Hun tolerantieniveaus zijn tot ±0.002″.
Vereisten voor oppervlakteafwerking
In lucht- en ruimtevaartcomponenten, 8 µin Ra is de standaard oppervlakteafwerking. Voor sommige kritische roterende componenten in aerodynamische machines kan het echter zo laag zijn als 0.25 µin Ra.
Rol van CNC-bewerkingsbewerkingen in nauwkeurigheidsvereisten
Elk onderdeel van de lucht- en ruimtevaart wordt geproduceerd door een bewerkingsbewerking of een reeks bewerkingen. De precisie van elke bewerking is beperkt en dit wordt weerspiegeld in de uiteindelijke toleranties van onderdelen.
Precisie CNC-frezen
Bron: BoyinCNC
CNC frezen wordt gebruikt voor complexe onderdelen met gedetailleerde kenmerken, zoals vliegtuigframecomponenten, beugels en behuizingen. De freesmachines zijn veelzijdig en kunnen zowel grote als kleine componenten verwerken.
Geavanceerde multi-assige freesmachines (3-assig, 4-assig en 5-assig) bieden extreme precisie, met toleranties zo nauw als ±0.0001″. In deze machines kan het snijgereedschap bewegen en snijden in verschillende hoeken en posities, waardoor complexe geometrieën met minimale fouten worden bereikt.
CNC Draaien
Bron: Dekmake
CNC draaien wordt voornamelijk gebruikt voor cilindrische en symmetrische onderdelen zoals assen, landingsgestelcomponenten en motorcilinders. Bij deze bewerking roteert het werkstuk terwijl een snijgereedschap het vormgeeft. CNC-draaicentra, met name multi-assige draaicentra, kunnen toleranties bereiken die zo nauw zijn als ±0.005″.
Draadvonken
Wire EDM gebruikt een elektrisch geladen draad om het materiaal met extreme precisie te snijden. Het wordt gebruikt voor het bewerken van moeilijk te bewerken metalen (wolfraam) en het creëren van complexe interne geometrieën die mogelijk niet haalbaar zijn met frezen.
Turbinebladen, brandstofinjectiesproeiers en componenten van het besturingsmechanisme worden gemaakt via EDM. Het is gebruikelijk dat Wire EDM's onderdelen maken met een nauwkeurigheid tot 0.0001".
Lasersnijden
Oppervlakteafwerkingstechnieken voor lucht- en ruimtevaartcomponenten
Hoewel CNC-machines een rol spelen bij het bereiken van nauwkeurige onderdelen, zijn de fijne toleranties voornamelijk afhankelijk van de uiteindelijke oppervlakteafwerking. Om bewerkte onderdelen te finetunen en glad te maken, zijn de volgende oppervlakteafwerkingstechnieken behoorlijk populair:
Anodiseren
Anodiseren is een elektrochemisch proces dat het metalen oppervlak omzet in een duurzame anodische oxide-afwerking. Het wordt in principe gedaan op aluminium onderdelen om ze te kleuren en hun slijtvastheid te verbeteren. Onder de onderdelen worden beugels en behuizingen meestal geanodiseerd.
Poeder Coating
Poedercoaten is een afwerkingsproces waarbij een droog poeder elektrostatisch op een oppervlak wordt aangebracht en vervolgens onder hitte wordt uitgehard. Dit creëert een harde, beschermende laag die zowel esthetisch aangenaam als duurzaam is.
HVOF-coating
HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel) coating omvat het spuiten van gesmolten of halfgesmolten materiaal op een substraat met hoge snelheid met behulp van een verbrandingsproces. Dit resulteert in dichte coatings met uitstekende hechting. Het wordt vaak gebruikt op turbinebladen in lucht- en ruimtevaartmotoren.
electroplating
Galvaniseren is een proces waarbij elektrische stroom wordt gebruikt om een laag metaal op een substraat af te zetten. Veelvoorkomende afwerkingen zijn nikkelplating voor corrosiebestendigheid, chroomplating voor glans en duurzaamheid, en goudplating voor elektrische componenten. Bevestigingsmiddelen en connectoren in lucht- en ruimtevaartsystemen worden meestal gegalvaniseerd.
Overzicht van normen voor de productie in de lucht- en ruimtevaart
Het ontwerp en de toleranties van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart zijn onderhevig aan een aantal standaardpraktijken. Deze internationale normen bepalen de kwaliteit en de maatnauwkeurigheid van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart:
AS9100D
AS9100D is een algemeen erkende kwaliteitsmanagementnorm, specifiek voor de lucht- en ruimtevaart- en defensie-industrie. Het bouwt voort op het ISO 9001-raamwerk, maar bevat aanvullende vereisten die zijn afgestemd op de behoeften van de lucht- en ruimtevaart, zoals risicomanagement, productveiligheid en continue verbetering.
ISO 12573:2010
ISO 12573:2010 biedt richtlijnen voor de beoordeling van de dimensionale nauwkeurigheid van mechanische componenten. Deze norm richt zich op de meetmethoden en -technieken die worden gebruikt om de nauwkeurigheid van vervaardigde onderdelen te evalueren, en zorgt ervoor dat ze voldoen aan de gespecificeerde toleranties.
ASME Y 14.5
ASME Y14.5 is een uitgebreide norm die het systeem van Geometrische Dimensionering en Toleranties (GD&T) definieert dat wordt gebruikt om toleranties voor de vorm, oriëntatie en positie van onderdelen te specificeren.
Hoe RJC Mold kan helpen bij de productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten
RJC Mold is een vertrouwde partner in productie van lucht- en ruimtevaartcomponenten. Wij bieden al jarenlang een uitgebreide CNC-bewerking de afgelopen twee decennia. Onze producten voldoen aan de ISO 9100D-normen, waardoor de kwaliteit van onze producten gelijk is aan die van de industrie.
Naast het bewerken bieden wij ook: spuitgieten, matrijzenbouw, plaatwerk fabricageen 3D-printdiensten. Ons team kan uw project van concept tot productie aan. Neem vandaag nog contact met ons op en laat ons weten hoe we ruimte kunnen creëren.
