Composants structurels aérospatiaux usinés CNC 5 axes en alliage de titane de haute précision

Région du client : Allemagne

Secteur : Aérospatiale

Matériau : Alliage de titane Ti-6Al-4V (Grade 5)

Processus : Fraisage et tournage CNC simultanés 5 axes, grenaillage, passivation

Gamme de commandes : De l'inspection du premier article à la production en volume de 200 ensembles/mois

Contexte du projet

Notre client allemand est un fabricant leader d'équipements aéronautiques spécialisé dans les systèmes de contrôle de vol secondaires pour avions civils de nouvelle génération. Ils avaient besoin d'un lot de petites pièces en alliage de titane de haute précision pour leur nouvel assemblage d'actionneur. Les composants aérospatiaux exigent un rapport résistance/poids exceptionnel, des performances de fatigue supérieures et une précision dimensionnelle répétable au niveau du micron. Le client avait besoin d'un fournisseur familier avec les normes d'usinage aérospatial — complétant d'abord l'inspection du premier article, puis augmentant progressivement le volume de production.

Défis principaux

1. Risque de déformation des parois minces: La section de paroi la plus mince n'est que de 0,8 mm. Les géométries internes courbes complexes sont très sensibles à la déformation élastique pendant l'usinage, avec des tolérances de surface d'accouplement critiques aussi serrées que ±0,008 mm.
2. Difficulté d'usinage de l'alliage de titane: Le titane a une faible conductivité thermique, ce qui entraîne des températures élevées dans la zone de coupe, une usure rapide des outils et des contraintes de surface résiduelles qui compromettent la durée de vie en fatigue.
3. Exigences de traçabilité de niveau aérospatial: La chaîne de traçabilité complète des matériaux, les rapports d'inspection du premier article (FAI) et les enregistrements de cohérence des lots sont obligatoires conformément aux normes de gestion de la qualité aérospatiale AS9100.
4. Contrôle de l'intégrité de surface: Les paramètres du processus de grenaillage doivent être contrôlés avec précision pour garantir une couche de contrainte de compression résiduelle uniforme, essentielle pour la fiabilité à long terme sous des charges de fatigue cycliques.

Solutions technologiques Chenrong

1. Examen DFM: Notre équipe d'ingénierie a optimisé les structures de support des parois minces et les trajectoires d'entrée/sortie des outils sans compromettre la fonction d'assemblage, réduisant ainsi le risque de déformation pendant l'usinage.
2. Usinage simultané 5 axes: Le centre d'usinage cinq axes réalise l'usinage multi-faces en une seule configuration pour minimiser les erreurs d'alignement. Les paramètres de coupe sont optimisés avec un liquide de refroidissement haute pression à travers l'outil pour contrôler efficacement les températures de coupe du titane.
3. Dispositifs de bridage personnalisés: Conception d'un dispositif spécialisé combinant vide + limite mécanique qui assure la rigidité des pièces à parois minces tout en évitant la déformation locale due à un serrage excessif.
4. Détente progressive des contraintes: Le recuit de détente après l'usinage brut et le traitement de vieillissement après le semi-finissage libèrent progressivement les contraintes internes, assurant une stabilité dimensionnelle à long terme.
5. Contrôle qualité de bout en bout: Chaque pièce subit une inspection dimensionnelle complète par machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), une inspection par ressuage fluorescent (FPI) et un test par ultrasons. Des certificats de matériaux complets et des rapports FAI sont fournis avec chaque lot

Résultats finaux

• Les premiers articles ont passé tous les tests dans le laboratoire allemand du client dans les délais impartis, avec une conformité dimensionnelle de 100 % aux spécifications du dessin aérospatial.
• La couche de grenaillage uniforme et la surface passive ont répondu aux exigences strictes du client en matière de durée de vie en fatigue et de résistance à la corrosion.
• Production stable en volume moyen de 200 ensembles par mois atteinte avec zéro écart sur 12 lots consécutifs.
• Partenariat stratégique à long terme établi ; le client a confié à Chenrong trois nouveaux programmes de développement de pièces de nouvelle génération.

Témoignage client :"La compréhension de l'équipe d'ingénierie de Chenrong en matière d'usinage d'alliages de titane aérospatiaux est vraiment professionnelle. Ils ont fourni non seulement des pièces de haute précision, mais — plus important encore — une documentation complète du processus et une traçabilité qualité totale, ce qui est essentiel pour notre programme aérospatial. Nous sommes impatients de continuer à approfondir notre partenariat." — Ingénieur structure senior, fabricant d'équipements aéronautiques allemand