Източник на изображението: Pixabay.com
Производството на изделия от метал намира приложение в различни видове промишленост като ядрена, нефтена, медицинска, строителна, военна, автомобилна и дори самолетна и космическа.
Независимо какъв е типът самолет - военен, пътнически или товарен, се изисква огромна прецизност и обработка на метални конструкции, които са здрави и устойчиви на висока температура и корозия.
На такова търсене отговарят металните изделия и подходящо оборудване, което позволява тяхната обработка.
Приложение и елементи, които се изработват
Един самолет може да се състои от 250 000 до 7 000 000 части, в зависимост от вида и големината си. Голяма част от елементите на самолета са създадени метални изделия, които се произвеждат с помощта на CNC обработка.
Метални елементи за самолети включват:
- Части на тялото (корпус, криле)
- Колесник (стълб, части на колело)
- Части на двигателя (турбина, вал, корпус)
- Компоненти за различни системи (навигационна, електрическа, пневматична)
- Вътрешни части (купе, седалки, прозорци, врати)
- Други (лагери, сглобки, антени)
Примери за такива самолетни части са закопчалките на коланите и страните на седалките, които осигуряват максимална сигурност по време на полет. Контролните панели и инструменталните табла също са комбинация от монтаж на метални изделия.
За самолети могат да бъдат изработени термоустойчиви тръби за високо налягане и високоустойчиви сплави, за да се намали разхода на гориво, вредните емисии и цената за поддръжка. Те подобряват цялостната работа на самолета и го правят по-дълготраен.
Използвани материали
Самолетите имат десетки компоненти, като най-големите метални конструкции са фюзелажът (корпусът), крилете и колесникът. За всеки един компонент се използват различни материали, с различни спецификации и предимства.
Главната причина за това е, че изискванията за конструкциите се различават. Например, външната страна и елементите около двигателя е необходимо да са изключително здрави и да издържат на много високи температури.
Вътрешната страна на купето, от друга страна, също трябва да е здраво, но може да компенсира тежестта на елементи от стомана и титан, като се използват полимерни материали.
Теглото при един самолет е важно, защото колкото по-голямо е то, толкова повече гориво се изразходва и поддръжката става по-скъпа.
Стомана
Стоманата се отличава с нейната изключителна здравина. Тя е издръжлива на високи температури и корозия. Затова при производство на метални изделия за съвременните самолети, стоманата заема между 11 и 13% от съставящите ги части.
Детайли, произведени от стомана, включват :
- крепежни елементи
- панти
- закопчалки
- обшивки и други
Заради здравината си, често се използва при производството на двигатели, колесници, резервоари и повърхностни елементи.
Алуминиеви сплави
Въпреки че стоманата е около 3 пъти по-здрав материал от алуминия, тя има и недостатъци. Един от тях е тежестта ѝ.
Тук идва на помощ и алуминият, който се използва отдавна при самолетостроенето и съставя до 80% от частите на летателните уреди. Производителите често предпочитат употребата на здравата алуминиева сплав 7075.
Алуминият е популярен заради здравината си и ниската си плътност, които го нареждат напред в класацията на материали по съотношение здравина/тежест. Издържа добре на корозия, но не се справя много добре с високите температури.
Затова не се използва за външни обшивки по самолета. За сметка на това, той е основен материал при монтаж на криле и части от корпуса.
Титан
Титанът е друг материал, който се използва в самолетостроенето.
От него се произвеждат части от крилете, колесниците и двигателя, поради неговите качества:
- Здравина
- Издръжливост на корозия
- Издръжливост на високи температури
- Лекота, в сравнение със стоманата
Въпреки това, той е скъп материал и не влиза в употреба за всички видове метални изделия в самолетната индустрия.
Други
Други използвани материали в самолетната индустрия включват:
- Композитни материали - Композитните материали могат да включват съставки като стъкло, графит, желязо, стомана, епоксидна смола, алуминий и други.
- Никелови сплави - Отличават се с отлична издръжливост при най-високи температури. Използват се за турбини на самолетни двигатели, резервоари и изпускателни клапани.
- Високопроизводителни пластмаси - Полимерните материали също намират приложение в части от самолета като врати, канали, лагери, панели и други.
Източник на изображението: Pixabay.com
Машини, които се използват
Най-използваните машини за производство на метални изделия в самолетната индустрия са фрезовите и лазерните. Независимо кой вид се използва и за каква цел, практиката е машината да има CNC (цифрово програмно управление или ЦПУ).
CNC машините имат огромно приложение в изработката на самолетни части. Те помагат за обработката на леки, но здрави материали като алуминий и титан. Ръчната им обработка е трудна и отнема много време. CNC машините могат да работят не само с тях, но и с разнообразие от други материали, осигурявайки прецизна и навременна обработка.
Много от самолетните елементи са с комплексен дизайн и са сложни за изработка. За да се справят с тези изпитания, производителите използват CNC фрезови машини с 5-осен обработващ център. По-големият брой оси позволяват обработката на най-трудните извивки и ъгли, които не биха били възможни, ако се използват 3 или 4 оси.
Модерни CNC машини с изкуствен интелект и машинно самообучение подобряват допълнително качеството и устойчивостта на елементите. Едновременно с това помагат и за постигане на производствени цели.
Прецизността, която този вид машини предоставят, е от най-голяма важност при производството на самолетни части. Това е сфера, в която грешките и неизправността не са опция и могат да бъдат пагубни. CNC машините позволяват изработка на метални детайли с прецизност до 4μm.
Процеси, които се извършват
Имайки предвид колко много части се използват за създаването на един самолет, не е изненада че процесите на обработка са много и варират.
В процеса на обработка на метални изделия могат да участват:
- Струговане
- Фрезоване
- Лазерно рязане
- Термична обработка
- 5-осна обработка (груба и довършителна)
- Почистване и полиране
- Проверка и тестове
Една от главните цели при производството на тези елементи е да се намали крайното тегло на самолета. Това може да изисква изработка на кухи елементи със сложни форми. Такива елементи лесно се обработват със CNC фрези с 5 оси на работа без промяна в положението на материала.
Защо металните изделия са важни в самолетостроенето ?
Металните изделия и висококачествените материали са от съществено значение в самолетната индустрия.
Те са единствените материали, които позволяват на самолета да издържа на високите температури и огромното натоварване по време на полет.
Използването на CNC машини позволява производството на многобройни части за кратко време. Висока продуктивност и прецизност са едни от основните предимства на този тип машини. Чрез тях се намалява и рискът от човешки грешки и производственият разход.
Освен това, с тях е възможно и прецизното оформяне на най-малките елементи, които помагат на цялостната здравина и издръжливост на самолета.
Източник на изображението: Unsplash.com
