Precyzyjnie obrabiane 5-osiowo komponenty konstrukcyjne ze stopu tytanu dla przemysłu lotniczego

Region klienta: Niemcy

Branża: Lotnictwo

Materiał: Stop tytanu Ti-6Al-4V (klasa 5)

Proces: 5-osiowe jednoczesne frezowanie i toczenie CNC, śrutowanie, pasywacja

Zakres zamówienia: Od pierwszej inspekcji artykułu po produkcję seryjną 200 zestawów/miesiąc

Tło projektu

Nasz niemiecki klient jest wiodącym producentem sprzętu lotniczego, specjalizującym się w systemach sterowania lotem drugiej generacji dla samolotów cywilnych. Potrzebowali partii małych, precyzyjnych wsporników ze stopu tytanu do swojego nowego zespołu siłownika. Komponenty lotnicze wymagają wyjątkowego stosunku wytrzymałości do masy, doskonałej odporności na zmęczenie i powtarzalnej dokładności wymiarowej na poziomie mikronów. Klient potrzebował dostawcy zaznajomionego ze standardami obróbki lotniczej – najpierw ukończenia pierwszej inspekcji artykułu, a następnie stopniowego zwiększania wolumenu produkcji.

Główne wyzwania

1. Ryzyko deformacji cienkościennych: Najcieńsza sekcja ścianki ma zaledwie 0,8 mm. Złożone wewnętrzne zakrzywione geometrie są bardzo podatne na odkształcenia sprężyste podczas obróbki, z krytycznymi tolerancjami powierzchni styku wynoszącymi zaledwie ±0,008 mm.
2. Trudność obróbki stopu tytanu: Tytan ma niską przewodność cieplną, co prowadzi do wysokich temperatur w strefie skrawania, szybkiego zużycia narzędzi i naprężeń powierzchniowych, które obniżają żywotność zmęczeniową.
3. Wymagania dotyczące identyfikowalności na poziomie lotniczym: Pełny łańcuch identyfikowalności materiału, raporty z pierwszej inspekcji artykułu (FAI) i zapisy dotyczące spójności partii są obowiązkowe zgodnie ze standardami zarządzania jakością w przemyśle lotniczym AS9100.
4. Kontrola integralności powierzchni: Parametry procesu śrutowania muszą być precyzyjnie kontrolowane, aby zapewnić jednolitą warstwę naprężeń ściskających, kluczową dla długoterminowej niezawodności przy obciążeniach cyklicznych zmęczeniowych.

Rozwiązania technologiczne Chenrong

1. Przegląd DFM: Nasz zespół inżynierów zoptymalizował struktury wsporcze cienkościennych oraz ścieżki wejścia/wyjścia narzędzia bez wpływu na funkcję montażu, zmniejszając ryzyko deformacji podczas obróbki.
2. 5-osiowa obróbka jednoczesna: 5-osiowe centrum obróbcze wykonuje obróbkę wielostronną w jednym zamocowaniu, aby zminimalizować błędy wyrównania. Parametry skrawania są optymalizowane za pomocą chłodziwa pod wysokim ciśnieniem przez narzędzie, aby skutecznie kontrolować temperatury skrawania tytanu.
3. Niestandardowe przyrządy mocujące: Zaprojektowano specjalistyczny przyrząd łączący podciśnienie i ograniczniki mechaniczne, który zapewnia sztywność części cienkościennych, jednocześnie zapobiegając lokalnym deformacjom spowodowanym twardym mocowaniem.
4. Stopniowe odprężanie: Odprężanie po obróbce zgrubnej i obróbka starzeniowa po obróbce półwykończeniowej stopniowo rozładowują naprężenia wewnętrzne, zapewniając długoterminową stabilność wymiarową.
5. Kompleksowa kontrola jakości: Każda część przechodzi pełną kontrolę wymiarową CMM, kontrolę penetracyjną fluorescencyjną (FPI) i badanie ultradźwiękowe. Pełne certyfikaty materiałowe i raporty FAI są dostarczane z każdą partią.

Wyniki końcowe

• Pierwsze artykuły przeszły wszystkie testy w niemieckim laboratorium klienta zgodnie z harmonogramem, ze 100% zgodnością wymiarową ze specyfikacjami rysunkowymi przemysłu lotniczego.
• Jednolita warstwa śrutowania i pasywowana powierzchnia spełniły rygorystyczne wymagania klienta dotyczące żywotności zmęczeniowej i odporności na korozję.
• Osiągnięto stabilną produkcję średniowolumenową 200 zestawów miesięcznie z zerowymi odchyleniami w 12 kolejnych partiach.
• Nawiązano długoterminowe strategiczne partnerstwo; klient zlecił Chenrong kolejne trzy programy rozwoju części nowej generacji.

Opinia klienta:"Zrozumienie przez zespół inżynierów Chenrong obróbki tytanu lotniczego jest naprawdę profesjonalne. Dostarczyli nie tylko części o wysokiej precyzji, ale – co ważniejsze – kompletną dokumentację procesową i pełną identyfikowalność jakości, co jest kluczowe dla naszego programu lotniczego. Z niecierpliwością czekamy na dalsze pogłębianie naszego partnerstwa." – Starszy inżynier ds. konstrukcji, niemiecki producent sprzętu lotniczego