Gia công Titan nhanh chóng và an toàn trong ngành hàng không vũ trụ
Dirk Masur, quản lý thành phần hàng không và chuyên gia gia công titan, Walter AG, nói với APMEN cách Walter đang cải tiến các phương pháp trong đó yếu tố khó khăn này được chế tạo với sự trợ giúp của các công cụ đặc biệt.
Chuyên gia dựa trên Walter T Xbing của Tübingen được thực hiện để đo lường các yêu cầu chính xác của ngành công nghiệp hàng không vũ trụ. Đặc biệt, các công cụ cacbua rắn của chúng với các kích thước khách hàng cụ thể có sẵn để giao hàng trong vòng hai đến tối đa là ba tuần. Công cụ phủ và công cụ dụng cụ mới và sáng tạo đảm bảo rằng tuổi thọ dao được tăng gấp đôi trong một số trường hợp.
Trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ, mọi thứ được thực hiện một chút khác biệt so với các lĩnh vực khác. Trọng lượng đóng một vai trò quan trọng, và mỗi gram ít hơn. Nó cuối cùng là trọng lượng của một sản phẩm xác định lợi nhuận của nó, chứ không phải là một phần và giá thành phần. Không có gì ngạc nhiên khi titan được hưởng sự tăng trưởng đáng kể và phổ biến trong lĩnh vực này. Đây là trường hợp đặc biệt cho các thành phần cấu trúc mà cường độ cao cũng quan trọng. Ví dụ điển hình là cửa ra vào và khung cửa xung quanh, thiết bị hạ cánh hỗ trợ, thanh chống khung gầm hoặc đường ray lật. Titan cũng ăn mòn và chịu được nhiệt độ.
Tuy nhiên, các nhà sản xuất máy bay cho hàng không dân dụng nói riêng đang ngày càng phải chịu áp lực của một nhà sản xuất hàng loạt, như đã quen thuộc với ví dụ từ ngành công nghiệp ô tô. Cho đến bây giờ, Boeing, Airbus, và đến một mức độ thấp hơn Bombardier, chủ yếu là chia sẻ thị trường giữa họ. Trong khi đó, các đối thủ cạnh tranh mới từ Trung Quốc và Nga đang chuẩn bị bước vào thị trường. Do đó, áp lực cho sản xuất trở nên hiệu quả về chi phí càng cao.
Phát triển thêm các hệ thống dụng cụ
Thách thức nằm ở titan là khó khăn hơn để máy hơn nhôm, mà phần lớn đã được sử dụng cho đến bây giờ. Phản ứng hóa học cao của nó dẫn đến các chip được hợp nhất ở cạnh cắt trong khi gia công. Độ dẫn nhiệt kém của vật liệu cho phép nhiệt độ ở cạnh cắt tăng đáng kể. Các chip kết quả thường rất cứng và mài mòn. Mô đun đàn hồi tối thiểu dẫn dễ dàng đến phôi gia công. Cùng với việc củng cố vật liệu trong khu vực cạnh, điều này làm giảm tuổi thọ của dụng cụ ngay cả ở tốc độ cắt thấp.
Chi phí dao cũng phụ thuộc đáng kể vào nhu cầu đặt trên thành phần và vật liệu, cũng như trong quá trình. Giảm độ dày thành ống có thể khiến các bộ phận trở nên cực kỳ không ổn định, do đó, trọng tâm quan trọng là độ ổn định của máy và kẹp. Sử dụng chiến lược làm mát đúng cũng có ảnh hưởng đáng kể đến tuổi thọ dụng cụ. Walter liên tục phát triển các hệ thống dụng cụ của nó với mục đích giảm thời gian gia công. Chất nền cacbua, công nghệ phủ mới và hình dạng vĩ mô và vi mô của các công cụ cắt đóng một vai trò quan trọng ở đây. Tuy nhiên, chiến lược gia công titan cũng có thể được tối ưu hóa hơn nữa khi phối hợp với các chuyên gia CAD / CAM.
Điều này tất cả làm cho cắt hiệu suất cao (HPC) và cắt năng động cao (HDC) để hoàn thiện và gia công thô titan có thể ngày hôm nay. Phay động với Walter Prototyp Ti38 Z6-10 và lớp phủ mới sáng tạo cho phép đạt tốc độ cắt lên tới 140 m / phút. Các giải pháp đa răng với tối đa mười răng cho phép thức ăn được tăng lên tới 50 phần trăm ở độ rộng tiếp xúc thấp. Những giải pháp công cụ carbide rắn này cuối cùng có thể đạt được sự gia tăng tỷ lệ loại bỏ kim loại lên đến 50 phần trăm so với các giải pháp thông thường.
Lớp phủ xác định tuổi thọ công cụ gia công titan
Một ví dụ về công nghệ lớp phủ và lớp phủ mới được phát triển là lớp phủ PVD (lắng đọng hơi vật lý) cho các công cụ cacbua rắn trong dải Prototyp Ti của Walter. Lớp phủ này làm tăng đáng kể tuổi thọ dụng cụ so với lớp phủ nitrit nhôm crom thông thường – lên tới 100% và hơn thế nữa.
Điều này có nghĩa là tuổi thọ dao của khung cửa sổ được làm bằng thép titan 3,7164 với độ bền kéo là 1250 N / mm² khi bán hoàn thiện và hoàn thiện bằng Prototyp HPC Ti40 đã có thể tăng 154% từ 175 phút lên 444 phút. Sử dụng một Prototyp HDC Ti38 L để hoàn thiện các đường viền bên ngoài đã kéo dài tuổi thọ công cụ thêm 116 phần trăm. Tốc độ tăng 25% và khối lượng gia công tăng 23%.
Một sự đổi mới hơn nữa là công nghệ phủ CVD cho vật liệu dao cắt chèn có thể lập chỉ mục WSM45X, được sử dụng làm ví dụ cho máy phay dao phay Walter BLAXX M3255. Lớp phủ hoạt động như lá chắn bảo vệ nhiệt, tạo điều kiện cho tốc độ cắt cao lên đến 65 m / phút và kéo dài tuổi thọ dao cụ lên đến 130 phút. Điều này làm cho nó có thể tăng gấp đôi tuổi thọ dụng cụ của các thành phần cấu trúc titan, thường được thực hiện bằng cách sử dụng một hỗn hợp của khía đầy đủ và trèo phay ở tốc độ cắt 45 m / phút và thức ăn 0,12 mm. Một lựa chọn nữa là tăng tốc độ cắt lên 65 m / phút với tuổi thọ dao cố định khoảng 60 phút. Hoàn thiện phay cũng có thể được thực hiện với các cạnh cắt kim cương PCD (đa tinh thể), nằm trong số các vật liệu khó biết nhất.
Tuy nhiên, một chiến lược làm mát thích hợp phải được thực hiện trong trường hợp này, để giữ nhiệt độ gia công ở mép cắt dưới 600 độ C. Nói chung, chất lỏng cắt và nồng độ của môi trường làm mát có ảnh hưởng đáng kể, đặc biệt là trên công cụ đời sống. Điều quan trọng nhất là giới thiệu môi trường làm mát càng trực tiếp càng tốt vào khu vực làm việc. Điều này được tạo điều kiện bởi các chất làm mát đặc biệt trong các dụng cụ. Làm mát áp suất cao lên đến 70 bar rất tiên tiến cho các máy công cụ mới. Các giải pháp công cụ đặc biệt cho gia công đông lạnh đi xa hơn nữa, làm việc với carbon dioxide lỏng hoặc nitơ, thậm chí còn lạnh hơn.
Từ nhà cung cấp công cụ cho đối tác công nghệ
Walter coi mình là đối tác kỹ thuật số và do đó phát triển các công cụ liên quan chặt chẽ hơn đến các ứng dụng theo nghĩa “giải pháp thành phần”. Điều này đòi hỏi một đội ngũ chuyên gia toàn bộ. Các kỹ năng CAD / CAM phù hợp là điều kiện tiên quyết quan trọng để đánh giá đầy đủ các quy trình. Walter phục vụ cho nhu cầu của khách hàng và cung cấp các công cụ, giải pháp và dịch vụ trong toàn bộ quá trình.
Liên quan đến sự phát triển này, Walter đã phát triển dự án “Giải pháp thành phần” phối hợp với Trung tâm nghiên cứu sản xuất tiên tiến tại Đại học Sheffield cách đây một thời gian. Trong quá trình của dự án, các chiến lược gia công đặc biệt được phát triển cho tất cả các hình dạng túi xảy ra cho các thành phần cấu trúc, sử dụng các chương trình CAM thường được sử dụng trong các ngành hàng không và hàng không vũ trụ. “Hộp công cụ” này cho phép một quy trình gia công phù hợp để được nhanh chóng và hiệu quả bắt nguồn từ một mô hình 3D của một thành phần khách hàng.
Chất lượng cao nhất trong thời gian ngắn nhất
“Những điều tốt đẹp đến với những người chờ đợi” không còn nhẫn đúng ngày hôm nay. Ngay cả các công cụ hiệu suất cao với các tham số đặc biệt, khách hàng cụ thể cũng phải chịu áp lực lớn về thời gian. Kể từ đầu năm, Walter đã cung cấp dịch vụ Walter Xpress đặc biệt cho ngành hàng không vũ trụ. Các giải pháp công cụ Xpress có sẵn để phân phối trong vòng hai đến tối đa là ba tuần. Tốc độ bắt đầu từ quá trình đặt hàng. Giải pháp phần mềm my.Walter cho phép khách hàng tự thiết kế công cụ trực tuyến hoặc cùng với một nhân viên dịch vụ hiện trường được đào tạo.
Với “Walter Online Xpress”, khách hàng nhận được một báo giá ràng buộc bao gồm bản vẽ 2D và mô hình 3D bằng e-mail trong vòng tối đa một giờ. Bản thân thứ tự, thường là một nút cổ chai trong công ty, cũng được tăng tốc đáng kể bằng cách sử dụng công cụ quản lý Walter.
