A indústria aeroespacial é uma das indústrias complexas e críticas onde medidas rigorosas de qualidade são tomadas durante a fabricação de componentes. Isso porque a segurança dos passageiros e das aeronaves depende de componentes precisos.
Mesmo um pequeno desvio pode resultar em falha catastrófica. Então, os riscos são altos e as tolerâncias de usinagem são apertadas para garantir que cada peça fabricada se encaixe corretamente e tenha um bom desempenho.
Leia este artigo para saber mais sobre os requisitos e padrões de precisão seguidos na fabricação de componentes aeroespaciais.
Requisitos de precisão na usinagem CNC aeroespacial
Os componentes aeroespaciais operam sob condições extremas, como alta pressão, calor intenso e forças de alto estresse. É por isso que cada componente precisa ser fabricado com a máxima precisão para funcionar perfeitamente em ambientes tão críticos.
Requisitos de precisão para diferentes peças aeroespaciais
As tolerâncias e os requisitos de precisão variam entre ±0.005 a ±0.0001″ em componentes aeroespaciais.
A aeronave componentes estruturais, incluindo estruturas de fuselagem, longarinas de asa e conjunto de cauda, estão sujeitos a alta carga durante a operação. Além disso, eles são um conjunto de múltiplos componentes que precisam de alta precisão para fundir. Para tais componentes, os níveis de tolerância são de ±0.005 a ±0.002″.
Componentes do motor como lâminas de turbina e rotores exigem as tolerâncias mais rigorosas, geralmente na faixa de ±0.0001″. Como essas peças operam em altas velocidades e temperaturas; portanto, qualquer desvio pode levar a ineficiências ou falhas perigosas.
Aeronaves superfícies de controle (como flaps, ailerons e elevadores) gerenciam a estabilidade aerodinâmica da aeronave. A precisão também é crítica aqui para responsividade e controle. Seus níveis de tolerância são de até ±0.002″.
Requisitos de acabamento de superfície
Em componentes aeroespaciais, 8 µin Ra é o acabamento de superfície padrão. No entanto, para alguns componentes rotativos críticos em máquinas aerodinâmicas, pode ser tão baixo quanto 0.25 µin Ra.
Papel das operações de usinagem CNC nos requisitos de precisão
Cada componente aeroespacial é produzido por meio de uma operação de usinagem ou série de operações. A precisão de cada operação é limitada e é refletida nas tolerâncias finais das peças.
Fresagem CNC de precisão
Fonte: BoyinCNC
Fresagem CNC é usado para peças complexas com características detalhadas, como componentes de fuselagem, suportes e alojamentos. As fresadoras são versáteis e capazes de manusear componentes grandes e pequenos.
Máquinas de fresagem multieixo avançadas (3 eixos, 4 eixos e 5 eixos) oferecem extrema precisão, com tolerâncias tão apertadas quanto ±0.0001″. Nessas máquinas, a ferramenta de corte pode se mover e cortar em diferentes ângulos e posições, alcançando geometrias complexas com erro mínimo.
Torneamento CNC
Fonte:Dekmake
Torneamento CNC é usado principalmente para peças cilíndricas e simétricas, como eixos, componentes de trem de pouso e cilindros de motor. Nesta operação de usinagem, a peça de trabalho gira enquanto uma ferramenta de corte a molda. Centros de torneamento CNC, particularmente centros de torneamento multieixo, podem atingir tolerâncias tão apertadas quanto ±0.005″.
Usinagem EDM a Fio
Wire EDM usa um fio eletricamente carregado para cortar o material com extrema precisão. É usado para usinar metais difíceis de usinar (tungstênio) e criar geometrias internas complexas que podem não ser viáveis com fresamento.
Lâminas de turbina, bicos injetores de combustível e componentes de mecanismos de controle são feitos por EDM. É comum que Wire EDMs façam peças com precisão de até 0.0001″.
Corte a Laser
Técnicas de acabamento de superfície para componentes aeroespaciais
Embora as máquinas CNC tenham um papel na obtenção de peças precisas, as tolerâncias finas estão sujeitas principalmente ao acabamento final da superfície. Para ajustar e suavizar peças usinadas, as seguintes técnicas de acabamento de superfície são bastante populares:
Anodização
Anodização é um processo eletroquímico que converte a superfície do metal em um acabamento de óxido anódico durável. É feito basicamente em peças de alumínio para colori-las e aumentar sua resistência ao desgaste. Entre as peças, suportes e alojamentos são geralmente anodizados.
Powder Coating
O revestimento em pó é um processo de acabamento em que um pó seco é eletrostaticamente aplicado a uma superfície e então curado sob calor. Isso cria uma camada protetora dura que é esteticamente agradável e durável.
Revestimento HVOF
O revestimento HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel) envolve a pulverização de material fundido ou semifundido em um substrato em alta velocidade usando um processo de combustão. Isso resulta em revestimentos densos com excelente adesão. É comumente usado em lâminas de turbina em motores aeroespaciais.
galvanoplastia
Galvanoplastia é um processo que usa corrente elétrica para depositar uma camada de metal em um substrato. Acabamentos comuns incluem niquelagem para resistência à corrosão, cromagem para brilho e durabilidade e ouro para componentes elétricos. Fixadores e conectores em sistemas aeroespaciais são geralmente galvanizados.
Visão geral dos padrões de fabricação aeroespacial
O design e as tolerâncias de peças aeroespaciais estão sujeitos a algumas práticas padrão. Esses padrões internacionais governam a qualidade e as precisões dimensionais de peças aeroespaciais:
AS9100 D
AS9100 D é um padrão de gestão de qualidade amplamente reconhecido, especificamente para as indústrias aeroespacial e de defesa. Ele se baseia na estrutura ISO 9001, mas inclui requisitos adicionais adaptados às necessidades aeroespaciais, como gestão de risco, segurança de produto e melhoria contínua.
ISO 12573:2010
ISO 12573:2010 fornece diretrizes para a avaliação da precisão dimensional de componentes mecânicos. Esta norma foca nos métodos e técnicas de medição usados para avaliar a precisão de peças fabricadas, garantindo que elas atendam às tolerâncias especificadas.
ASME Y 14.5
ASME Y14.5 é um padrão abrangente que define o sistema de Dimensionamento Geométrico e Tolerância (GD&T) usado para especificar tolerâncias para a forma, orientação e posição das peças.
Como o molde RJC pode ajudar na fabricação de componentes aeroespaciais
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