EUCNC-Bearbeitung für die Luft- und Raumfahrtindustrie: Vollständiger Leitfaden
Hersteller in der Luft- und Raumfahrtindustrie benötigen eine stetige Versorgung mit hochwertigen Luft- und Raumfahrtteilen. Diese Teile müssen die strengen Anforderungen und Standards erfüllen, für die die Branche bekannt ist. Wir sprechen hier von Teilen, die manchmal in die Kategorie „betriebskritisch“ fallen.
Die Luft- und Raumfahrtindustrie hat strenge Prüfanforderungen und kostspielige Folgen bei Teilefehlern. Daher sind präzise und hochwertige Teile ein Synonym für diese Branche. Die CNC-Bearbeitung für die Luft- und Raumfahrtindustrie hat sich für Hersteller als wertvolles Kapital erwiesen.
Aber was beinhaltet die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt?
In diesem ausführlichen Leitfaden werden die Details der CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie behandelt. Lesen Sie weiter, um mehr über die Anwendungen, verwendeten Materialien und die beliebtesten Oberflächenbearbeitungen für CNC-bearbeitete Teile in dieser Branche zu erfahren.
Was Ist CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrtbranche üblich?
Um es noch einmal zusammenzufassen: CNC-Bearbeitung ist eine Methode, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt wird, um Material von einem festen Werkstück zu entfernen. Der Materialentfernungsprozess ist systematisch. Ziel ist es, aus dem Material eine bestimmte Form und Größe zu erzeugen. Dieser Prozess wird durch schnell bewegliche und rotierende Schneidwerkzeuge definiert, die komplexe Geometrien erzeugen können. Der CNC-Bearbeitungsvorgang wird computergesteuert, um eine höhere Wiederholgenauigkeit, Geschwindigkeit und Qualität zu erreichen.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist die CNC-Bearbeitung ein grundlegender Teil des Herstellungsprozesses. Es ist möglicherweise nicht die einzige Fertigungsmethode für diese Branche. Aufgrund ihrer unvergleichlichen Toleranzen ist diese Fertigungsmethode jedoch bei Luft- und Raumfahrtunternehmen weit verbreitet.
Die Schweizer Bearbeitung ist besonders im Bereich der CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt beliebt. Man könnte sagen, dass die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt praktisch universell ist. Besuchen Sie unseren Blog-Bereich, um mehr über die Schweizer Bearbeitung
Welche Materialien sind? Wird es in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet?
Vielfalt an Fertigungsmaterialien für die Luft- und Raumfahrt
Unternehmen, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie tätig sind, verwenden eine Vielzahl von Materialien. Diese Materialien müssen mehrere Kriterien erfüllen, um eine sichere und dauerhafte Leistung in einer sensiblen Umgebung zu gewährleisten. Neben hoher Festigkeit müssen die Materialien leicht sein. Korrosionsbeständigkeit ist ebenfalls eine wesentliche Eigenschaft von Materialien für die Luft- und Raumfahrt.
Eine weitere häufige Anforderung besteht darin, dass diese Materialien zur Verwendung spanenden Bearbeitungsprozessen unterzogen werden müssen.
Bearbeitung von Flugzeugteilen
Wenn es um die Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen geht, fallen einem verschiedene Spezialmaterialien ein. Das liegt daran, dass diese Branche anfällig gegenüber Umwelt- und anderen Faktoren ist. Sie gehört zu den Branchen mit hohen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Materialien.
Hier sind einige Faktoren der Luft- und Raumfahrtumgebung, die die Materialauswahl zu einer kritischen Angelegenheit machen:
Hohe Korrosionsbelastung
Aufprall auf raue Oberflächen
Extreme Temperaturen – heiß und kalt
Maschinenarbeiter, die Teile für die Luft- und Raumfahrt herstellen, müssen Materialien auswählen, die diesen Problemen und Extremen standhalten. In diesem Abschnitt des Handbuchs werden wir mehrere Materialien überprüfen, die den Anforderungen der CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt entsprechen.
Aluminium und Aluminiumlegierungen
Wie Sie sich vorstellen können, gehören Aluminium und Aluminiumlegierungen zu den am besten geeigneten Materialien für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt. Die Verwendung von Aluminium und seinen Legierungen in der Luft- und Raumfahrt mag in letzter Zeit zurückgegangen sein. Das Material bleibt jedoch von zentraler Bedeutung für den Erfolg der Luft- und Raumfahrtindustrie.
Vorteile von Aluminium und Aluminiumlegierungens
Man kann sich fragen, warum dieses Material beim Bau von Flugzeugen und Raumfähren bevorzugt wird, obwohl eine Alternative wie Stahl robuster und kostengünstiger ist. Der Grund dafür ist das geringe Gewicht von Aluminium und seinen Legierungen.
Ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht eignet sich für anspruchsvolle Luft- und Raumfahrtumgebungen. Das beste Material ist hier stärker und leichter. Aluminium und seine Legierungen haben ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht.
Um den Anforderungen dieser Branche noch besser gerecht zu werden, sind Aluminium und Aluminiumlegierungen relativ hitze- und korrosionsbeständig. Kein Wunder, dass viele Strukturkomponenten aus diesem Material hergestellt werden.
Verschiedene Aluminiumlegierungen
Wenn Aluminium die spezifischen Materialanforderungen nicht erfüllt, können CNC-Maschinenbauer in der Luft- und Raumfahrt auf Legierungen zurückgreifen. Beliebte Legierungselemente für Aluminium sind Mangan, Nickel, Magnesium und Silizium. Aufgrund der hohen Festigkeitsanforderungen der Industrie sind die stärksten Aluminiumlegierungen oft die bevorzugtesten.
Aluminiumlegierungen der 7xxx-Serie werden häufig in CNC-Bearbeitungsprojekten in der Luft- und Raumfahrt verwendet. Die Materialien sind robust und haben eine hohe Streckgrenze. Im Allgemeinen sind Aluminiumlegierungen, die Zink als Hauptlegierungselement enthalten, die robustesten.
Stahl für die CNC-Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen
Stahl ist ein ebenso wichtiges Material für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt. Er ist leicht, stark und verschleißfest. Stahl ist außerdem hochtemperaturbeständig. Aufgrund dieser attraktiven Eigenschaften wird er in verschiedenen Luft- und Raumfahrtkomponenten verwendet.
Um für CNC-Bearbeitungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt geeignet zu sein, muss Stahl strenge Anforderungen erfüllen. Höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit sind die Hauptkriterien. Die Qualität für die Luft- und Raumfahrt muss außerdem eine hohe Korrosionsbeständigkeit und eine hervorragende Duktilität aufweisen. Darüber hinaus sollte Stahl für die Luft- und Raumfahrtbearbeitung die idealen physikalischen und chemischen Eigenschaften aufweisen.
Stahlsorten
Welche Stahlsorten eignen sich also ideal für die Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt?
Edelstahl ist ein gutes Alternativmaterial zu Aluminium in einigen Luft- und Raumfahrtkomponenten. Denken Sie daran, dass es viele Edelstahlsorten mit einzigartigen Eigenschaften gibt.
Für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrtindustrie 304 Edelstahl ist eine beliebte Option. Es ist korrosionsbeständig und bietet eine hohe Zugfestigkeit. Der einzige Nachteil im Vergleich zu Aluminium ist, dass Stahl etwa dreimal so schwer ist!
Andere verwendbare Edelstahllegierungen für Luft- und Raumfahrtunternehmen sind 316, 316L und 304L.
Es ist erwähnenswert, dass jede Edelstahllegierung spezifische Anwendungsbereiche in der Luftfahrt hat. Die CNC-Bearbeitung von Stahl in der Luft- und Raumfahrt wird häufig für Komponenten wie Gelenke, Fahrwerke und Motoren verwendet.
Titan und Titanlegierungen
Die Luft- und Raumfahrt ist wahrscheinlich das weltweit beliebteste Ziel für Titan und Titanlegierungen. Es ist ein nahezu perfektes Metall für korrosive, heiße und kraftbelastete Anwendungen. Das Metall wird in der Branche aufgrund seines hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses weithin akzeptiert.
Tatsächlich ist das hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht ein wichtiger Grund, warum sich Titan und Titanlegierungen für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt eignen. Sie sind viel leichter als Aluminium und Stahl. Flugzeuge, die dieses Material verwenden, haben eine höhere Treibstoffeffizienz.
Ein weiteres bemerkenswertes Merkmal von Titan und Titanlegierungen ist die hervorragende Temperaturbeständigkeit. Es ist ein ideales Grenzflächenmetall. Im Vergleich zu Aluminium kann das Metall höheren Temperaturen standhalten. Das Material wird häufig für den Bau von Space-Shuttle-Komponenten verwendet, insbesondere für die Kompressorteile.
Korrosionsbeständigkeit ist ein weiterer Bereich, in dem das Metall glänzt. Titan ist von Natur aus ein gutes Material in korrosiven Umgebungen. Wenn es nicht in Legierungsform vorliegt, ist das Metall aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit gut.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird die CNC-Bearbeitung von Titan und Titanlegierungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie ständig für kritische, präzisionsgefertigte Komponenten eingesetzt.
Technische Kunststoffe
Hochleistungskunststoffe sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie ein Begriff. Diese Werkstoffe werden auch als technische Kunststoffe bezeichnet und kommen in den verschiedensten Bereichen zum Einsatz. Beliebte Anwendungsgebiete sind Kabinenhauben, Fenster, Innenraumkomponenten und Dichtungen.
Damit Kunststoff in einigen Bereichen Metall ersetzen kann, muss seine Leistung zuverlässig sein. Normalerweise besteht die Motivation darin, Einsparungen durch geringeres Gewicht und geringere Kosten zu erzielen. Technische Kunststoffe sind im Vergleich zu metallischen Alternativen relativ leicht. So kann die Dichte eines Polymers nur ein Sechstel der Dichte von Stahl betragen.
Vorteile von technischen Kunststoffen
Zu den Vorteilen technischer Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt gehören:
Größere Optionen für Oberflächenstruktur und Farbe
Geeignet für komplexe Geometrien
Chemikalien- und Kraftstoffbeständigkeit
Bessere Beständigkeit gegen die Auswirkungen von Temperaturschwankungen
Hohe Beständigkeit gegen Ermüdung, Vibrationen und Abrieb.
Hervorragend geeignet für Dichtungsanforderungen
Sorgen Sie für Transparenz, wo sie benötigt wird, zum Beispiel bei Überdachungen
Also, was genau sind diese Kunststoffe?
Arten von technischen Kunststoffen
Ein gutes Beispiel für technischen Kunststoff für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt ist Acetal. Der andere Name für Acetal ist Polyoxymethylen (POM). Dieses Material ist für seine geringe Reibung und hohe Festigkeit bekannt. Seine Verschleißeigenschaften sind sowohl unter trockenen als auch unter nassen Bedingungen beeindruckend. Abgesehen davon, dass dieser technische Kunststoff chemikalienbeständig ist, lässt er sich leicht für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt verwenden.
Aufgrund dieser Eigenschaften wird der Kunststoff in Anwendungen eingesetzt, die enge Toleranzen erfordern. Beliebte Bereiche für die CNC-Bearbeitung von Acetal in der Luft- und Raumfahrt sind Zahnräder, Verteiler und Lager.
Ein weiterer gängiger technischer Kunststoff ist Acryl. Dieser Kunststoff ist nicht nur transparent, sondern auch stark und steif. Er lässt sich leicht CNC-bearbeiten und herstellen. Nicht viele Kunststoffe können mit den Witterungseigenschaften von Acryl mithalten. Ein herausragendes Merkmal dieses technischen Kunststoffs ist, dass er wie Glas funktioniert. Interessanterweise ist er deutlich leichter und hat eine überlegene Schlagfestigkeit. Dieser technische Kunststoff wird zur Herstellung von Rahmen und zugehörigen Komponenten verwendet.
Ebenfalls auf der Liste der besten technischen Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt steht Polyetheretherketon. Die meisten Hersteller in der Luft- und Raumfahrtindustrie bevorzugen dieses Material. Der Kunststoff eignet sich perfekt für Umgebungen mit niedrigen Temperaturen. Seine Hydrolysebeständigkeit ist unübertroffen. Bemerkenswert ist auch seine Strahlenbeständigkeit. Der technische Kunststoff verfügt außerdem über gute mechanische und thermische Eigenschaften.
Auch bei der CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt wird Polyamidimid (PAI) verwendet. PAI ist ein perfekter Ersatz für Metalle in verschiedenen Luft- und Raumfahrtkomponenten. Die wichtigsten Eigenschaften dieses technischen Kunststoffs sind Flamm- und Strahlungsbeständigkeit. Seine hohe mechanische Festigkeit bleibt unverändert, solange die Temperatur unter 500 °C liegt.
Andere technische Kunststoffe für die CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt sind Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE) und duroplastisches Polyimid.
Oberflächenveredelungen Für CNC-Flugzeugteile
Die üblichen Oberflächenbeschaffenheiten für CNC-Flugzeugkomponenten sind nachstehend aufgeführt:
Eloxieren
Eloxieren ist eine beliebte Methode zur Oberflächenbearbeitung von CNC-bearbeiteten Flugzeugteilen. Wir können diesen Prozess mit dem üblichen Oxidationsprozess vergleichen. Oxidation verursacht Korrosion bei Eisenmetallkomponenten. Wenden Sie nun dasselbe Konzept unter kontrollierten Laborbedingungen auf Nichteisenmetalle an. Das Ergebnis ist ein korrosionsbeständigeres Metall. Aluminium ist ein beliebter Kandidat für den Eloxierungsprozess.
Normalerweise tauchen wir das Metall in ein Schwefelbad. Auf der Oberfläche des Metalls bilden sich Nanoporen. Wenn wir einen elektrischen Strom über elektrische Anschlüsse anlegen, lagern sich Sauerstoffionen an der Aluminiumoberfläche an und bilden eine Oxidschicht.
Eloxieren funktioniert perfekt mit Aluminium 7075 und anderen Güten, die in Flugzeugkomponenten verwendet werden. Mit dieser Oberflächenveredelungsmethode können Sie verschiedene Farbtöne erzielen. Andere Materialien, die Sie eloxieren können, sind Zirkonium und Titan.
Passivierung
Nach CNC-Bearbeitung von Luft- und Raumfahrtteilen, können Sie sie auch einem Passivierungsprozess unterziehen. Bevor wir den Prozess beschreiben, muss gesagt werden, dass das Ziel darin besteht, die Korrosionsbeständigkeit der Teile nach dem Bearbeitungsprozess in der Luft- und Raumfahrt zu erhöhen.
Passivierung beinhaltet die Entfernung von Verunreinigungen aus dem Teil nach der CNC-Bearbeitungsverfahren. Anschließend wird eine Schutzbeschichtung aufgetragen, die nicht nur Korrosion verhindert, sondern auch die Lebensdauer der Luft- und Raumfahrtteile erhöht.
Vor diesem Prozess sind die komplexen Luft- und Raumfahrtteile höchstwahrscheinlich mit Verunreinigungen bedeckt. Diese Oberflächenverunreinigungen können von Schmutz bis hin zu Ölen reichen.
Die für die Luft- und Raumfahrt bearbeiteten Teile werden in einer elektrochemischen Lösung behandelt. Eines der beliebtesten Materialien für diese Oberflächenbehandlung in dieser Branche ist Edelstahl.
Polieren
Sie können die Poliermethode während des Herstellungsprozesses von Teilen für die Luft- und Raumfahrt verwenden, um die Oberfläche zu glätten. Die Technik hilft auch dabei, alle verbleibenden CNC-Werkzeugspuren auf den präzisionsgefertigten Teilen zu entfernen. Sie können entweder manuell oder mit Spezialgeräten polieren. Wir verwenden normalerweise Polierräder und Schleifmittel, um die gewünschte Oberflächengüte zu erzielen.
Pulverbeschichtung
Dies ist eine weitere Methode zur Oberflächenveredelung in unserer Einrichtung für Teile aus der Luft- und Raumfahrtindustrie. Wir tragen diese Beschichtung als Schutzschicht gegen Verschleiß auf. Diese Beschichtung enthält feine Pigmentpartikel und Harz.
Das Auftragen der Pulverbeschichtung ist relativ unkompliziert. Zunächst reinigen wir die Präzisionsbearbeitungsteile mit Scheuermitteln und Lösungsmitteln.
Sind die Teile blitzsauber und trocken, folgt der Auftrag der Pulverbeschichtung. Zum Einsatz kommt dabei eine spezielle Spritzpistole, die auf elektrostatischer Aufladung basiert. Sie sorgt für eine gleichmäßige Beschichtung.
Wenn der Beschichtungsschritt abgeschlossen ist, bringen wir die Luft- und Raumfahrtkomponenten zum Backen. Dieser Hochtemperaturprozess dauert etwa 20 Minuten. Je nach Komplexität der Luft- und Raumfahrtkomponenten kann er länger oder kürzer dauern.
Der Backprozess ebnet den Weg zum Abkühlen. Nach ausreichender Abkühlung sind die Luft- und Raumfahrtteile zum Versand an die entsprechenden Luft- und Raumfahrtunternehmen bereit.
Anwendungen von CNC-Bearbeitung in der Luft- und Raumfahrt
Die Luft- und Raumfahrtindustrie nutzt CNC-Bearbeitungslösungen zur Herstellung verschiedener Komponenten. Einige davon sind komplexe Komponenten, andere sind nicht so komplex.
Hier ist eine Übersicht über einige dieser CNC-Luftfahrtkomponenten:
Elektrische Anschlüsse
Elektrische Steckverbinder zählen zu den wichtigsten Komponenten in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Sie sind für die sichere und zuverlässige Leistung der komplexen Maschinen verantwortlich, die diese Branche ausmachen.
CNC-Bearbeitung wird häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Herstellung elektrischer Steckverbinder eingesetzt. Elektrische Steckverbinder sind für die Kommunikation in Verkehrsflugzeugen, die Flugsteuerung und die Navigation nützlich.
Ventilkomponenten
Ein weiterer wichtiger Bestandteil von Flugzeugkomponenten sind die Ventile. Hersteller in der Luft- und Raumfahrtindustrie benötigen Ventilkomponenten für verschiedene Anwendungen. Ventile werden im Durchflussmanagement für Kraftstoff, Antrieb, Pneumatik und Flüssigkeiten eingesetzt.
In Anbetracht dieser Kategorien ist die Vielfalt der Ventilkomponenten, die in der Luft- und Raumfahrtindustrie benötigt werden, groß. Benutzer können die Herstellungskosten senken, indem sie die Komponenten beziehen von CNC-Hersteller für die Luft- und Raumfahrt wie Aria. Die daraus resultierenden Luft- und Raumfahrtteile, die wir mit CNC-Maschinen herstellen, sind präzise und zuverlässig.
Komponenten zur Sauerstofferzeugung
Eines der wichtigsten Systeme in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist das Sauerstofferzeugungssystem. Dieses System ist dafür ausgelegt, Passagiere und Besatzung mit Sauerstoff zu versorgen.
Egal ob Geschäfts-, Militär- oder Verkehrsflugzeug, das System muss die höchste Qualität aufweisen, die durch moderne CNC-Bearbeitungsmaschinen gewährleistet wird. CNC-Bearbeitung Luft- und Raumfahrt Teile für Sauerstofferzeugungskomponenten entsprechen den Vorschriften und Normen.
Der auf mehrachsigen CNC-Maschinen basierende Herstellungsprozess gewährleistet, dass diese Komponenten robust, leicht und sicher sind.
Tragwellen
Wellen spielen in der Luft- und Raumfahrtindustrie eine wichtige Rolle bei der Kraftübertragung. Hersteller verwenden für die Wellen geeignete Materialien. Ein gutes Beispiel ist hochfester Stahl, der hohe Leistungsanforderungen bewältigen kann. CNC-Bearbeitungsverfahren eignen sich ideal für die Herstellung dieser Wellen.
Fazit
Wie wir hier festgestellt haben, sind CNC-Bearbeitung und nachfolgende Prozesse entscheidend für den Erfolg der globalen Luft- und Raumfahrtindustrie. Viele in der Branche verwendete Materialien werden CNC-bearbeitet. Mit diesem Leitfaden wissen Sie nun, welche Fragen Sie einem CNC-Bearbeitungsprozessdienstleister stellen müssen.
Aria Manufacturing ist ein Vorreiter in der Herstellung von CNC-bearbeiteten Luft- und Raumfahrtteilen. Mit unseren fortschrittlichen 5-Achsen-CNC-Bearbeitung Zentren und erfahrenen Ingenieuren werden wir stets den Erwartungen unserer Kunden aus der Luft- und Raumfahrtbranche gerecht.
Sie können uns noch heute kontaktieren, um mehr über die Bearbeitung im Luft- und Raumfahrtsektor und unsere entsprechenden Fertigungskapazitäten zu erfahren.
Autorin
Gavin Leo ist technischer Redakteur bei Aria mit 8 Jahre Erfahrung im IngenieurwesenEr beherrscht die Bearbeitungseigenschaften und den Oberflächenbearbeitungsprozess verschiedener Materialien. und war an der Entwicklung von mehr als 100 komplexen Spritzguss- und CNC-Bearbeitungsprojekten beteiligt. Es ist ihm eine Leidenschaft, sein Wissen und seine Erfahrung weiterzugeben.