Gia công CNC hàng không vũ trụ là gì?
Gia công CNC hàng không vũ trụ là việc sử dụng các công cụ và linh kiện hỗ trợ máy tính để sản xuất và bảo trì các bộ phận máy bay và vũ trụ. Đây là phương pháp sản xuất được vi tính hóa, di chuyển các dụng cụ cắt bằng mã và phần mềm được lập trình sẵn.
Mặc dù nhiều ngành công nghiệp sử dụng CNC để chế tạo linh kiện và sản phẩm, nhưng ngành hàng không vũ trụ là một trong những ngành tinh vi nhất, với biên độ sai sót bằng không. Hơn nữa, các nhà sản xuất đạt được kết quả như nhau với máy CNC bất kể số lượng sản xuất, dù là một sản phẩm hay hàng nghìn sản phẩm.
Những vật liệu nào được sử dụng trong gia công hàng không vũ trụ?
Gia công hàng không vũ trụ là một quy trình có thể thích ứng. Tuy nhiên, không phải tất cả kim loại và nhựa đều lý tưởng để chế tạo các bộ phận hàng không vũ trụ. Dưới đây là các vật liệu được sử dụng trong các bộ phận gia công hàng không vũ trụ.
Nhôm và hợp kim nhôm
Nhôm là một trong những kim loại được sử dụng rộng rãi nhất để gia công các chi tiết hàng không vũ trụ, chủ yếu nhờ độ bền kéo cao và trọng lượng nhẹ. Hơn nữa, nhôm rất dễ định hình, giúp việc gia công trên máy CNC trở nên đơn giản.
Hợp kim nhôm phổ biến nhất cho gia công CNC trong ngành hàng không vũ trụ là nhôm 7075, với thành phần hợp kim chính là kẽm. Nó có độ bền mỏi tốt. Vật liệu này đã được sử dụng để sản xuất một số bộ phận cánh, thân máy bay và kết cấu đỡ.
Hợp kim nhôm máy bay 4047 (lớp vỏ/lớp đệm), 6951 (vây) và 6063 (kết cấu) cũng có thể gia công được. Do đó, hợp kim dòng 6000 thường được coi là dễ gia công hơn các loại khác.
Titan và hợp kim Titan
Hàng không vũ trụ là ngành sử dụng hợp kim titan nhiều nhất trên toàn cầu. Kim loại này hoạt động tốt ở nhiệt độ cao, chống ăn mòn và có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng tốt. Việc sử dụng titan trong sản xuất hàng không vũ trụ đã trở nên phổ biến.
Máy bay thương mại và quân sự như Airbus A380 và Boeing B787, cũng như trực thăng như F-22, F/A-18 và UH-60 Black Hawk đều cần một lượng lớn vật liệu này cho các bộ phận khác nhau. Các thành phần của khung máy bay và động cơ phản lực làm bằng titan bao gồm đĩa, cánh quạt, trục và vỏ.
Gia công titan bằng máy CNC có thể khó khăn hơn vì nó cứng hơn nhôm, thường dẫn đến mài mòn dụng cụ và sinh nhiệt, có thể làm biến dạng vật liệu. Do đó, gia công titan trong ngành hàng không vũ trụ cần chạy ở tốc độ vòng/phút (RPM) thấp hơn và tải phoi cao hơn.
Nhựa kỹ thuật
Nhờ trọng lượng cực kỳ nhẹ, khả năng chống va đập và rung động tuyệt vời, khả năng bịt kín và kháng hóa chất, nhựa có thể là một lựa chọn thay thế đáng giá cho kim loại. Hơn nữa, so với kim loại, nhựa có khả năng cách điện tốt hơn và lý tưởng cho gia công CNC nguyên mẫu . PEEK, polycarbonate và Ultem là những polymer hiệu suất cao được sử dụng trong gia công hàng không vũ trụ.
Nhựa kỹ thuật hàng không vũ trụ có thể được gia công bằng máy CNC để tạo ra các bộ phận máy bay như nội thất cabin, bàn khay, miếng đệm chống mài mòn, tay vịn, bảng điều khiển có đèn nền, bộ phận van, vỏ, ống và vật liệu cách nhiệt.
Không phải tất cả nhựa kỹ thuật đều lý tưởng để sử dụng trong gia công CNC hàng không vũ trụ, vì polyme máy bay phải tuân thủ các tiêu chuẩn cụ thể về độc tính, khói và ngọn lửa. Vì vậy, đây là một yếu tố quan trọng.
Lợi ích của việc sử dụng gia công CNC cho các bộ phận hàng không vũ trụ
Gia công CNC là giải pháp hoàn hảo cho việc chế tạo các bộ phận máy bay nhờ nhiều ưu điểm nổi bật. Trong số đó có:
Tạo các thành phần nhẹ
Trọng lượng là một yếu tố quan trọng trong các lĩnh vực công nghệ đang phát triển. Gia công CNC có thể tạo ra các cấu trúc và linh kiện có thành mỏng từ vật liệu bền chắc nhưng nhẹ để đáp ứng nhu cầu này. Điều này làm cho nó trở nên lý tưởng để sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ để chế tạo các bộ phận và linh kiện.
Lỗi bộ phận tối thiểu
Các chi tiết được chế tạo bằng phương pháp sản xuất truyền thống/thông thường dễ bị hỏng do sai số kích thước do yếu tố con người gây ra. Tuy nhiên, với gia công CNC chính xác, điều này hầu như không xảy ra vì quy trình sản xuất này đảm bảo các chi tiết hàng không vũ trụ tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về kích thước, dung sai và hiệu suất, đảm bảo hiệu suất cao đồng thời ngăn ngừa hỏng hóc.
Độ chính xác và độ chính xác cao
Độ chính xác là đặc điểm nổi bật của gia công CNC, vì nó tạo ra các chi tiết có độ chính xác và đồng nhất cao. Máy CNC có độ chính xác đến vài micromet, với biên độ sai số rất nhỏ. Sử dụng gia công CNC trong ngành hàng không vũ trụ đảm bảo sản xuất các chi tiết vừa khít với máy bay, do đó ngăn ngừa hư hỏng chung và mất mát tài sản.
Tính nhất quán và hiệu quả
Gia công CNC giúp tăng hiệu quả sản xuất khi được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ. Quy trình này được tự động hóa, giúp tăng tốc độ sản xuất và giảm thời gian, đồng thời đảm bảo các chi tiết được sản xuất chính xác và đồng nhất. Với độ chính xác và đồng nhất này, lượng chất thải được giảm thiểu tối đa, và các chi tiết được sản xuất hiếm khi cần phải gia công lại do kích thước không chính xác.
Quy trình gia công CNC cho ngành hàng không vũ trụ
Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ có nhu cầu cao về các chi tiết có độ chính xác cực cao, vì vậy gia công chính xác trong ngành hàng không vũ trụ là rất cần thiết. Lý do là hầu hết các chi tiết đều có thiết kế và hình dạng phức tạp. Có nhiều loại máy CNC khác nhau , nhưng để đạt độ chính xác cao, ngành hàng không vũ trụ sử dụng hai loại máy CNC chính.
Phay CNC chính xác
Đây là quy trình gia công đa trục , sử dụng máy phay để sản xuất các chi tiết. Máy được sử dụng cho quy trình sản xuất này di chuyển theo các trục tuyến tính X, Y và Z thông thường và các trục quay A và B, do đó cho phép tạo ra các hình dạng và hình học phức tạp.
Mặc dù có thể sử dụng máy phay CNC 3 hoặc 4 trục khi gia công các chi tiết hàng không vũ trụ, nhưng tốt hơn nên sử dụng máy phay CNC 5 trục vì chúng có thể xử lý tối đa 5 hướng của phôi trong một thao tác. Điều này giúp các nhà sản xuất giảm thiểu sai sót và thời gian hoàn thành. Ngoài ra, các dụng cụ cắt được sử dụng trong máy CNC 5 trục quay với tốc độ cao, đảm bảo độ chính xác và độ tinh xảo của chi tiết.
Phay CNC giúp sản xuất chính xác các bộ phận hàng không vũ trụ như bánh đáp, linh kiện điện và hộp số.
Tiện CNC chính xác
Quy trình này, còn được gọi là gia công cắt gọt, bao gồm việc loại bỏ vật liệu để tạo ra hình dạng mong muốn. Quy trình sản xuất tiện chính xác giữ các thanh vật liệu theo hình nêm và xoay. Quá trình này tiếp tục cho đến khi vật liệu đạt được hình dạng mong muốn.
Tiện chính xác CNC là một quy trình phức tạp và chi tiết để tạo ra các chi tiết hàng không vũ trụ có hình trụ. Điều quan trọng cần lưu ý là quy trình này có độ chính xác cao, vì máy tính điều khiển tốc độ và vị trí của dụng cụ và vật liệu được sử dụng.
Máy tiện CNC chính xác sản xuất các bộ phận hàng không vũ trụ như ốc vít, đai ốc, ren, chốt nối, chốt và trục.
