Vo vlne výskumu a vývoja lietadiel šiestej{0}}generácie sa kompozity s keramickou matricou (CMC) stali základnou možnosťou systémov tepelnej ochrany s pevnosťou porovnateľnou s kovom a hustotou iba 2,3 g/cm³. V dôsledku zákazu spracovania na používanie rezných kvapalín však 85 % svetových leteckých výrobcov zaznamenalo pokles výnosov v hromadnej výrobe. Tento článok analyzuje cestu prelomu procesu za špeciálnych pracovných podmienok prostredníctvom empirického spracovania zadného krídla hypersonického lietadla.
Spracovateľské produkty
Materiál: Kompozity s keramickou matricou (CMC)
Vlastnosti spracovania: Vysoko presné rovinné frézovanie- (rozmerová tolerancia ±0,005 mm)
Oblasti použitia: Nové vysokoteplotné{0}}konštrukčné diely lietadla, izolačné komponenty pohonného systému
Pozadie spracovania a problematické body odvetvia
Vlastnosti a potreby materiálu
Kompozity s keramickou matricou sa stali základným materiálom pre vývoj lietadiel šiestej{0}}generácie vďaka svojej nízkej hustote (2,3 g/cm³), odolnosti voči vysokej teplote (＞1600 stupňov) a takmer nulovému koeficientu tepelnej rozťažnosti. Požiadavky na jeho spracovanie sú však mimoriadne prísne:
Absolútne žiadny olej na povrchu (rezná kvapalina je zakázaná)
Vyhnite sa mikrotrhlinám (<5μm level defect control)
Účinnosť spracovania musí spĺňať štandardy leteckej hromadnej výroby
Tradičné úzke miesta v procese
Dilema rezania za sucha: životnosť nástroja je len 2-3 hodiny, spracovanie jedného kusu trvá viac ako 8 hodín
Kontaminácia otrepami: mechanické namáhanie spôsobuje delamináciu okrajov, výška otrepov > 50 μm
Cena mimo kontroly: kvalifikovaná sadzba je nižšia ako 40 %, náklady na prepracovanie predstavujú viac ako 60 % celkových nákladov
BISHENriešenie
Kombinácia technológií
1.Viac-účelový ultrazvukový zelený gravírovací a frézovací systém
20kHz vysokofrekvenčný{1}}vibračný nástroj, axiálna rezná sila znížená o 43 %
Integrované superkritické chladenie CO₂ (odstraňovanie prachu pri nízkej teplote -78 stupňov)
2.Optimalizácia parametrov procesu
Stratégia vrstveného rezania (0,5 μm na vrstvu)
Adaptívne nastavenie rýchlosti posuvu (50-200 mm/min dynamické prispôsobenie)
Implementačný efekt
Hodnota priemyselnej aplikácie
Toto riešenie prešlo procesným overením spoločnosti Aviation Industry Corporation of China a bolo úspešne aplikované na sériovú výrobu CMC chvostových plutiev určitého typu hypersonických lietadiel:
Stabilita sériovej výroby: Nepretržité spracovanie 200 kusov s kolísaním veľkosti<±3μm
Optimalizácia nákladov: Komplexné náklady na spracovanie znížené o 62 % (vrátane spotreby nástrojov a energie)
Environmentálne výhody: Nulová rezná kvapalina počas celého procesu, emisie uhlíka znížené o 89 %
OBISHEN
BISHEN Presnosťsa špecializuje na presné obrábanie kompozitných materiálov{0}}pre letectvo. Disponuje dielňou na výrobu konštantnej teploty a vlhkosti s rozlohou 7 500-štvorcových{5}}metrov, ktorá sa zameriava na kľúčové oblasti, ako sú komponenty horúcich koncov lietadiel a tesniace krúžky raketových motorov, a poskytuje komplexné služby spracovania od spracovania polotovaru až po dodanie hotového produktu.
Na základe možností prispôsobenia špeciálnych strojov pre supertvrdé materiály spoločnosť integruje päť{0}}prepojovacie obrábanie, rezanie pomocou ultrazvukových vibrácií a technológiu superkritického chladenia CO₂. Pri spracovaní kompozitov s keramickou matricou (CMC) vystuženými vláknami karbidu kremíka bola stabilita procesu dvojnásobne overená-certifikáciou špeciálneho procesu NADCAP a systémom kvality ISO9001.
