در موج تحقیق و توسعه{0} نسل ششم هواپیما، کامپوزیتهای زمینه سرامیکی (CMC) به گزینه اصلی سیستمهای حفاظت حرارتی با قدرت قابل مقایسه با فلز و چگالی تنها 2.3 گرم بر سانتیمتر مکعب تبدیل شدهاند. با این حال، به دلیل ممنوعیت فرآوری استفاده از سیالات برش، 85 درصد از تولیدکنندگان هوانوردی جهان با کاهش عملکرد در تولید انبوه مواجه شده اند. این مقاله مسیر پیشرفت فرآیند را تحت شرایط کاری ویژه از طریق پردازش تجربی بال دم هواپیمای مافوق صوت تحلیل میکند.
فرآوری محصولات
مواد: کامپوزیت های زمینه سرامیکی (CMC)
ویژگی های پردازش:-فرز با دقت بالا (تلرانس ابعادی 0.005± میلی متر)
حوزه های کاربردی: هواپیمای جدید{0}}قطعات ساختاری با دمای بالا، اجزای عایق سیستم رانش
پس زمینه پردازش و نقاط درد صنعت
خواص و نیازهای مواد
کامپوزیتهای ماتریس سرامیکی به دلیل چگالی کم (2.3 گرم بر سانتیمتر مربع)، مقاومت در برابر دمای بالا (~1600 درجه) و ضریب انبساط حرارتی تقریباً صفر، به مواد اصلی برای توسعه هواپیماهای{0} نسل ششم تبدیل شدهاند. با این حال، الزامات پردازش آن بسیار دقیق است:
مطلقاً بدون روغن روی سطح (سیال برش ممنوع است)
اجتناب از ترک های میکرو (<5μm level defect control)
راندمان پردازش باید با استانداردهای تولید انبوه هوانوردی مطابقت داشته باشد
گلوگاههای فرآیند سنتی
معضل برش خشک: عمر ابزار فقط 2-3 ساعت است، پردازش تک تکه بیش از 8 ساعت طول می کشد.
آلودگی سوراخها: تنش مکانیکی باعث لایهبرداری لبه میشود، ارتفاع سوراخ بیش از 50 میکرومتر
هزینه خارج از کنترل: نرخ واجد شرایط کمتر از 40 درصد است، هزینه دوباره کاری بیش از 60 درصد از کل هزینه را تشکیل می دهد.
BISHENراه حل
ترکیب فناوری
1. سیستم حکاکی و فرز سبز فراصوت چند منظوره{2}
ابزار ارتعاش با فرکانس بالا 20 کیلوهرتز، نیروی برش محوری تا 43 درصد کاهش یافته است
خنک کننده CO2 فوق بحرانی یکپارچه (حذف گرد و غبار با دمای پایین -78 درجه)
2. بهینه سازی پارامترهای فرآیند
استراتژی برش لایه ای (0.5μm در هر لایه)
تنظیم سرعت تغذیه تطبیقی (تطابق دینامیکی 50-200 میلی متر در دقیقه)
اثر پیاده سازی
ارزش کاربرد صنعت
این راه حل تأیید فرآیند شرکت صنعت هوانوردی چین را گذرانده است و با موفقیت در تولید انبوه باله های دم CMC نوع خاصی از هواپیماهای مافوق صوت به کار گرفته شده است:
پایداری تولید انبوه: پردازش مستمر 200 قطعه با نوسان اندازه<±3μm
بهینهسازی هزینهها: هزینه پردازش جامع تا ۶۲ درصد کاهش مییابد (شامل مصرف ابزار و انرژی)
مزایای زیستمحیطی: سیال برش صفر در طول فرآیند، انتشار کربن تا 89 درصد کاهش مییابد.
در موردبیشن
BISHEN دقتمتخصص در ماشینکاری دقیق مواد کامپوزیت درجه حمل و نقل هوایی{0}}. دارای یک کارگاه تولید دمای ثابت و رطوبت 7500-مربع- متر مربع، با تمرکز بر روی قسمت های کلیدی مانند اجزای داغ هواپیما و حلقه های آب بندی موتور موشک، و خدمات پردازش یک مرحله ای از پردازش خالی تا تحویل محصول نهایی را ارائه می دهد.
بر اساس قابلیت سفارشیسازی ماشینهای ویژه برای مواد فوقسخت، این شرکت ماشینکاری پنج محوری، برش ارتعاش اولتراسونیک و فناوری خنکسازی فوق بحرانی CO2 را ادغام میکند. در پردازش کامپوزیتهای ماتریکس سرامیکی تقویتشده با فیبر کاربید سیلیکون (CMC)، پایداری فرآیند توسط گواهینامه فرآیند ویژه NADCAP و سیستم کیفیت ISO9001 دو برابر شده است.
