Contesto del caso e caratteristiche del prodotto
Oggetto di elaborazione: parte di verifica dell'anello della pala integrale (componente principale del motore aeronautico)
Caratteristiche del materiale:
• Lega di alluminio e titanio (densità 4,5 g/cm³, durezza HRC49,4-53)
• Dimensioni struttura di precisione 100×78×30mm
Requisiti del processo:
Lavorazione del bacino della lama chiuso e della parte posteriore della lama (cambiamento della curvatura spaziale fino a 120 gradi)
Profilo Inferiore o uguale a 0,06 mm (equivalente alla precisione dei capelli)
Rugosità superficiale Ra Inferiore o uguale a 0,4μm (standard a livello di specchio)
Analisi dei punti critici dell'elaborazione del settore
Il settore aerospaziale si trova attualmente ad affrontare tre importanti colli di bottiglia tecnici:
Difficoltà nella lavorazione dei materiali
• La resistenza alla trazione della lega di alluminio e titanio raggiunge i 980 MPa
• Il tasso di usura degli utensili tradizionali supera di 3 volte quello dei materiali convenzionali (fonte dati: ASM Metal Handbook)
Problemi di controllo di precisione
• Deve esserci un errore di connessione dello strumento di elaborazione anteriore e posteriore<0.02mm
• La deformazione termica della complessa lavorazione superficiale raggiunge 0,15 mm (Conferenza internazionale sulla produzione aeronautica 2023)
Sfide relative all'affidabilità del pezzo
• Il valore della sollecitazione residua della superficie di lavorazione convenzionale varia di ±200 MPa
• La differenza nella durata a fatica dei componenti del motore arriva fino a 30
BISHENsoluzioni innovazione tecnica
In risposta alle esigenze di lavorazione di precisione delle leghe di-titano-alluminio aeronautico, la macchina utensile ecologica a ultrasuoni tre-in-sviluppata da BISHEN presenta cinque importanti innovazioni tecnologiche:
Piattaforma di lavorazione composta
• Centro di lavoro con collegamento a cinque-assi integrato con modulo di vibrazione a ultrasuoni
• La struttura verticale multi-blu e bianca si adatta alle diverse specifiche degli apparecchi
Sistema di taglio a bassa-temperatura
• Tecnologia di raffreddamento a CO2 supercritica (controllo della temperatura costante a -78 gradi)
• Il sistema di lubrificazione a quantità minima (MQL) riduce la perdita di attrito del 31%
Soluzione di miglioramento degli strumenti
• La maniglia termorestringente con raffreddamento interno ad ultrasuoni aumenta la rigidità del 30%
• La durata dell'utensile con nano-rivestimento è prolungata di 2,8 volte
Confronto degli effetti di implementazione delle soluzioni
Miglioramento dell'efficienza della lavorazione
Soluzione tradizionale: la lavorazione con un unico utensile di 4 scanalature causerà scheggiature
BISHEN soluzione: la lavorazione continua di 12 scanalature mantiene ancora la normale usura
Salto di qualità della superficie
• Sollecitazione di compressione residua aumentata del 24% (fino a -850 MPa)
• Resistenza alla fatica aumentata del 40% (dati dei test al banco)
Innovazione nelle prestazioni del servizio
• Durata di servizio alle alte temperature estesa del 35%
• Rischio di tensocorrosione ridotto del 60%
