Ve vlně výzkumu a vývoje letadel šesté{0}}generace se kompozity s keramickou matricí (CMC) staly základní možností systémů tepelné ochrany s pevností srovnatelnou s kovem a hustotou pouze 2,3 g/cm³. Kvůli zákazu zpracování na použití řezných kapalin však 85 % světových leteckých výrobců zaznamenalo pokles výnosů v hromadné výrobě. Tento článek analyzuje cestu průlomu procesu za speciálních pracovních podmínek prostřednictvím empirického zpracování ocasního křídla hypersonického letadla.
Zpracování produktů
Materiál: Kompozity s keramickou matricí (CMC)
Vlastnosti zpracování: Vysoce přesné rovinné frézování- (rozměrová tolerance ±0,005 mm)
Oblasti použití: Nové vysokoteplotní{0}}konstrukční díly letadel, izolační součásti pohonného systému
Zpracování pozadí a problematické body v odvětví
Vlastnosti a potřeby materiálu
Kompozity s keramickou matricí se staly základním materiálem pro vývoj letadel šesté{0}}generace kvůli jejich nízké hustotě (2,3 g/cm³), vysoké teplotní odolnosti (＞1600 stupňů) a téměř nulovému koeficientu tepelné roztažnosti. Požadavky na jeho zpracování jsou však extrémně přísné:
Na povrchu absolutně žádný olej (řezná kapalina je zakázána)
Vyvarujte se mikrotrhlin (<5μm level defect control)
Efektivita zpracování musí splňovat standardy letecké hromadné výroby
Tradiční procesní úzká místa
Dilema řezání za sucha: životnost nástroje je pouze 2-3 hodiny, zpracování jednoho kusu trvá více než 8 hodin
Znečištění otřepů: mechanické namáhání způsobuje delaminaci hran, výška otřepů > 50 μm
Cena mimo kontrolu: kvalifikovaná sazba je nižší než 40 %, náklady na přepracování představují více než 60 % celkových nákladů
BISHENřešení
Kombinace technologií
1.Více-účelový ultrazvukový zelený gravírovací a frézovací systém
20kHz vysokofrekvenční-vibrační nástroj, axiální řezná síla snížena o 43 %
Integrované superkritické chlazení CO₂ (odstranění prachu při nízkých teplotách -78 stupňů)
2.Optimalizace parametrů procesu
Strategie vrstveného řezání (0,5 μm na vrstvu)
Adaptivní nastavení rychlosti posuvu (50-200 mm/min dynamické přizpůsobení)
Implementační efekt
Hodnota průmyslové aplikace
Toto řešení prošlo procesním ověřením společnosti Aviation Industry Corporation of China a bylo úspěšně aplikováno na sériovou výrobu CMC ocasních ploutví určitého typu hypersonických letadel:
Stabilita hromadné výroby: Nepřetržité zpracování 200 kusů s kolísáním velikosti<±3μm
Optimalizace nákladů: Komplexní náklady na zpracování snížené o 62 % (včetně spotřeby nástrojů a energie)
Přínosy pro životní prostředí: Nulová řezná kapalina v celém procesu, emise uhlíku sníženy o 89 %
oBISHEN
BISHEN Přesnostse specializuje na přesné obrábění kompozitních materiálů{0}}pro letectví. Disponuje výrobní dílnou o rozloze 7 500-čtverečních-metrů s konstantní teplotou a vlhkostí, která se zaměřuje na klíčové oblasti, jako jsou součásti horkých částí letadel a těsnicí kroužky raketových motorů, a poskytuje služby zpracování na jednom místě od zpracování polotovaru až po dodání hotového produktu.
Na základě možností přizpůsobení speciálních strojů pro supertvrdé materiály společnost integruje pětiosé spojové obrábění, řezání pomocí ultrazvukových vibrací a superkritickou technologii chlazení CO₂. Při zpracování kompozitů s keramickou matricí vyztužených vlákny z karbidu křemíku (CMC) byla stabilita procesu dvakrát ověřena-certifikací speciálního procesu NADCAP a systémem kvality ISO9001.
