Im Zuge der Flugzeugforschung und -entwicklung der sechsten-Generation sind Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe (CMC) zur Kernoption von Wärmeschutzsystemen geworden, deren Festigkeit mit der von Metall vergleichbar ist und die Dichte nur 2,3 g/cm³ beträgt. Aufgrund des Verarbeitungsverbots für den Einsatz von Schneidflüssigkeiten mussten jedoch 85 % der weltweiten Luftfahrthersteller einen Rückgang der Ausbeute in der Massenproduktion verzeichnen. In diesem Artikel wird der Weg des Prozessdurchbruchs unter besonderen Arbeitsbedingungen anhand der empirischen Verarbeitung eines Hyperschall-Flugzeugheckflügels analysiert.
Verarbeitung von Produkten
Material: Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe (CMC)
Verarbeitungsfunktionen: Hochpräzises Planfräsen (Maßtoleranz ±0,005 mm)
Anwendungsgebiete: Neue Hochtemperatur--Strukturteile für Flugzeuge, Antriebssystem-Isolierungskomponenten
Verarbeitungshintergrund und Schwachstellen der Branche
Materialeigenschaften und Bedürfnisse
Keramikmatrix-Verbundwerkstoffe sind aufgrund ihrer geringen Dichte (2,3 g/cm³), ihrer hohen Temperaturbeständigkeit (> 1600 Grad) und ihres Wärmeausdehnungskoeffizienten von nahezu Null zum Kernmaterial für die Entwicklung von Flugzeugen der sechsten Generation geworden. Allerdings sind die Anforderungen an die Verarbeitung äußerst hoch:
Absolut kein Öl auf der Oberfläche (Schneidflüssigkeit ist verboten)
Vermeiden Sie Mikrorisse (<5μm level defect control)
Die Verarbeitungseffizienz muss den Standards der Massenproduktion in der Luftfahrt entsprechen
Traditionelle Prozessengpässe
„Dilemma beim Trockenschneiden“: Die Werkzeugstandzeit beträgt nur 2-3 Stunden, die Einzelstückbearbeitung dauert mehr als 8 Stunden
„Gratverunreinigung“: Durch mechanische Beanspruchung kommt es zur Kantenablösung, Grathöhe > 50μm
„Kosten außer Kontrolle“: Die qualifizierte Rate liegt unter 40 %, die Nacharbeitskosten machen mehr als 60 % der Gesamtkosten aus
BISHENLösung
Technologiekombination
1.Mehrzweck-Ultraschall-Grüngravur- und Frässystem
20-kHz-Hochfrequenz-Vibrationswerkzeug, axiale Schnittkraft um 43 % reduziert
Integrierte überkritische CO₂Kühlung (-78 Grad Staubentfernung bei niedrigen Temperaturen)
2.Prozessparameteroptimierung
Schichtschnittstrategie (0,5 μm pro Schicht)
Adaptive Vorschubgeschwindigkeitsanpassung (50–200 mm/min dynamische Anpassung)
Umsetzungseffekt
Branchenanwendungswert
Diese Lösung hat die Prozessverifizierung der Aviation Industry Corporation of China bestanden und wurde erfolgreich auf die Massenproduktion von CMC-Heckflossen eines bestimmten Typs von Hyperschallflugzeugen angewendet:
Massenproduktionsstabilität: Kontinuierliche Verarbeitung von 200 Stück mit Größenschwankungen<±3μm
Kostenoptimierung: Umfassende Bearbeitungskosten um 62 % reduziert (einschließlich Werkzeug- und Energieverbrauch)
Umweltvorteile: Keine Schneidflüssigkeit im gesamten Prozess, Kohlenstoffemissionen um 89 % reduziert
umBISHEN
BISHEN Präzisionist auf die Präzisionsbearbeitung von Verbundwerkstoffen in Luftfahrtqualität spezialisiert. Das Unternehmen verfügt über eine 7.500 -Quadratmeter große Produktionswerkstatt für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die sich auf Schlüsselbereiche wie Hot-End-Komponenten für Flugzeuge und Dichtungsringe für Raketentriebwerke konzentriert, und bietet Verarbeitungsdienstleistungen aus einer Hand von der Rohlingsverarbeitung bis zur Lieferung des fertigen Produkts.
Basierend auf der Anpassungsfähigkeit spezieller Maschinen für superharte Materialien integriert das Unternehmen fünf{0}}Achsen-Gestängebearbeitung, Ultraschall-Vibrationsschneiden und überkritische CO₂-Kühltechnologie. Bei der Verarbeitung von siliziumkarbidfaserverstärkten Keramikmatrix-Verbundwerkstoffen (CMC) wurde die Prozessstabilität durch die NADCAP-Zertifizierung für spezielle Prozesse und das ISO9001-Qualitätssystem doppelt-verifiziert.
