Nell'ondata di ricerca e sviluppo sugli aerei di sesta-generazione, i compositi a matrice ceramica (CMC) sono diventati l'opzione principale dei sistemi di protezione termica con una resistenza paragonabile al metallo e una densità di soli 2,3 g/cm³. Tuttavia, a causa del divieto di lavorazione sull'uso di fluidi da taglio, l'85% dei produttori aeronautici mondiali ha registrato un calo della resa nella produzione di massa. Questo articolo analizza il percorso rivoluzionario del processo in condizioni di lavoro speciali attraverso l'elaborazione empirica dell'ala di coda di un aereo ipersonico.
Prodotti di lavorazione
Materiale: Compositi a matrice ceramica (CMC)
Funzioni di elaborazione: Fresatura piana ad alta-precisione (tolleranza dimensionale ±0,005 mm)
Aree di applicazione: Parti strutturali ad alta temperatura-di nuovi aeromobili, componenti isolanti del sistema di propulsione
Elaborazione del contesto e dei punti critici del settore
Proprietà e bisogni dei materiali
I compositi a matrice ceramica sono diventati il materiale principale per lo sviluppo di velivoli di sesta-generazione grazie alla loro bassa densità (2,3 g/cm³), resistenza alle alte temperature (> 1600 gradi) e coefficiente di espansione termica quasi pari a zero. Tuttavia, i suoi requisiti di elaborazione sono estremamente severi:
Assolutamente assenza di olio sulla superficie (il fluido da taglio è vietato)
Evitare microfessurazioni (<5μm level defect control)
L’efficienza della lavorazione deve soddisfare gli standard di produzione di massa dell’aviazione
I tradizionali colli di bottiglia dei processi
Dilemma del taglio a secco: la durata dell'utensile è di sole 2-3 ore, la lavorazione di un singolo pezzo richiede più di 8 ore
Contaminazione delle bave: lo stress meccanico causa la delaminazione dei bordi, altezza delle bave > 50μm
Costi fuori controllo: la tariffa qualificata è inferiore al 40%, i costi di rilavorazione rappresentano oltre il 60% del costo totale
BISHENsoluzione
Combinazione tecnologica
1.Sistema multiuso-di incisione e fresatura verde a ultrasuoni
Utensile con vibrazione ad alta-frequenza da 20 kHz, forza di taglio assiale ridotta del 43%
Raffreddamento integrato con CO₂supercritica (rimozione della polvere a bassa temperatura -78 gradi)
2.Ottimizzazione dei parametri di processo
Strategia di taglio a strati (0,5μm per strato)
Regolazione adattiva della velocità di avanzamento (corrispondenza dinamica 50-200 mm/min)
Effetto di implementazione
Valore dell'applicazione industriale
Questa soluzione ha superato la verifica del processo della Aviation Industry Corporation of China ed è stata applicata con successo alla produzione in serie di alette caudali CMC di un certo tipo di velivolo ipersonico:
Stabilità della produzione di massa: lavorazione continua di 200 pezzi con fluttuazione delle dimensioni<±3μm
Ottimizzazione dei costi: costi di elaborazione completi ridotti del 62% (incluso il consumo di strumenti e energia)
Vantaggi ambientali: zero fluido da taglio durante tutto il processo, emissioni di carbonio ridotte dell'89%
DiBISHEN
BISHEN Precisioneè specializzato nella lavorazione meccanica di precisione di materiali compositi-di grado aeronautico. Dispone di un laboratorio di produzione a temperatura e umidità costanti di 7.500-quadrati-metri, concentrato su aree chiave come i componenti hot-end degli aerei e gli anelli di tenuta dei motori a razzo, e fornisce servizi di lavorazione completi, dalla lavorazione dei pezzi grezzi alla consegna del prodotto finito.
Basandosi sulla capacità di personalizzazione di macchine speciali per materiali superduri, l'azienda integra la lavorazione con collegamenti a cinque-assi, il taglio con vibrazioni a ultrasuoni e la tecnologia di raffreddamento a CO₂ supercritica. Nella lavorazione dei compositi a matrice ceramica rinforzata con fibra di carburo di silicio (CMC), la stabilità del processo è stata doppia-verificata dalla certificazione di processo speciale NADCAP e dal sistema di qualità ISO9001.
