[Kernanforderungen an verarbeitete Produkte]
Ein bestimmtes Luft- und Raumfahrttechnikunternehmen muss eine Präzisionsbearbeitung an Werkstücken aus Verbundwerkstoffen auf Basis von Siliziumkarbid-Keramik- durchführen, einschließlich Profilfräsen und Mikrolochbohren mit einem Durchmesser von 0,8–3,2 mm. Das Material hat eine Dichte von nur 2,7 g/cm³, eine Vickers-Härte von 28 GPa und einen Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe Null. Es wird im Wärmeschutzsystem neuer Hyperschallflugzeuge eingesetzt.
[Schmerzpunkte der Industrieverarbeitung]
Im Bereich der Verarbeitung von Verbundwerkstoffen für die Luftfahrt stehen herkömmliche Verfahren vor drei großen technischen Engpässen:
1) Einschränkungen beim Verbot von Schneidflüssigkeiten: Der Kontakt zwischen Materialien und flüssigen Medien führt zu interkristalliner Korrosion, was zu einer Verringerung der Strukturfestigkeit um 15–22 % führt
2) Trockenschnittfehler: Wenn die Spindeldrehzahl 18.000 U/min erreicht, ist die Werkzeugverschleißrate achtmal höher als bei der normalen Metallbearbeitung
3) Oberflächenqualitätskontrolle: Die Oberflächenrauheit des Werkstücks nach der Bearbeitung muss kleiner oder gleich Ra0,4 μm sein und die Erfolgsquote herkömmlicher Prozesse beträgt weniger als 35 %.
[BISHENLösungen Technologie Innovation]
Als Reaktion auf die Verarbeitungsschwierigkeiten von Verbundwerkstoffen auf Hochtemperatur--Keramikbasis- nutzt das Forschungs- und Entwicklungsteam von BISHEN innovative Verbundverfahren:
1. Mehrachsiges Ultraschall-Grüngravur- und Frässystem: Axiales Vibrationsschneiden mit einer Amplitude von ±5 μm und einer Frequenz von 20 kHz
2. Überkritische CO2-Niedertemperatur-Hilfstechnologie: -78-Grad-Mikropartikelstrahl, präzise Temperaturregelung
3. Kundenspezifische PCD-Werkzeugbeschichtung: dreischichtiges Gradientenstrukturdesign, Schneidkantenbogenradius kleiner oder gleich 2 μm
[Ergebnisse der Prozessaktualisierung]
Im Vergleich zu herkömmlichen Verarbeitungsmethoden hat diese Lösung eine Reihe von Durchbrüchen erzielt:
■ Spitzenschnittkraft um 36 % reduziert (gemessene Daten 412 N→263 N)
■ Werkzeugstandzeit auf 7,8 Stunden verlängert (ursprünglich 1,2 Stunden)
■ Oberflächenrauheit Ra0,32μm Konformitätsrate 91 %
■ Bearbeitungseffizienz um das 4,3-fache erhöht (Einzelstückarbeitszeit von 14 Stunden auf 3,25 Stunden reduziert)
BISHENUnternehmensprofil: 16 Jahre Erfahrung in der Spezialmaterialverarbeitung mit Schwerpunkt auf kundenspezifischen Lösungen für schwierig-zu-verarbeitende Materialien wie Verbundwerkstoffe für die Luft- und Raumfahrt, keramikbasierte hochtemperaturbeständige Komponenten und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe.
