초점을 맞춘 항공우주 및 방위:착륙 장치 구성 요소

항공우주 제조에 관한 시리즈의 3부에서 우리는 툴링 제조업체가 업계에서 가장 큰 일부 항공우주 제조업체 및 하청업체와 협력하면서 어떤 경험을 하는지에 주목하여 랜딩 기어 구성요소 제조를 자세히 살펴봅니다.

올해 지금까지 우리는 항공 우주 및 방위 분야의 항공기 날개 및 엔진 구성 요소 제조에 대해 심층적으로 살펴보았습니다. 이제 랜딩 기어 구성 요소에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

항공기의 가장 중요한 부분 중 하나인 랜딩 기어 시스템은 무거운 하중을 견뎌야 합니다. 말 그대로 비행기, 전투기 또는 헬리콥터의 모든 무게는 활주, 착륙 및 이륙 중에 착륙 장치에 의해 지지됩니다. 그리고 태평양 한가운데의 항공모함과 같이 항공기가 착륙하는 위치에 따라 착륙 장치를 구성하는 재료가 다를 수 있습니다.

국립 항공 우주 박물관(National Air and Space Museum)은 블로그 게시물에서 "현재 상업용 및 군용 항공기에서 흔히 볼 수 있는 개폐식 착륙 장치는 1911년 Glenn Curtiss의 Triad 항공기용으로 처음 개발되었습니다."라고 적습니다.

비행기의 랜딩 기어는 무게, 성능 및 안정성을 비롯한 다른 영역에 영향을 미치므로 지상에서의 핸들링 방식뿐 아니라 비행기가 하늘에서의 핸들링 방식을 제어합니다.

우리는 재료 문제 및 금속 절단 뉘앙스에 대한 관점에 대해 업계 최고의 툴링 제조업체 세 곳과 이야기하고, 툴링 및 기계 가공이 항공우주 제조업체에게 차이를 만든 실제 사례에 대해 논의합니다.

오늘날의 랜딩 기어 부품에 사용되는 재료

주로 툴링 공급업체는 매우 단단한 저합금강인 300M과 강도와 강도가 높은 것으로 알려진 티타늄 합금인 Ti-5553을 포함하는 오늘날의 랜딩 기어의 큰 구성 요소에서 두 가지 주요 유형의 재료를 보고 있다고 말합니다. 경화성.

상업용 항공기에서 Boeing과 Airbus는 각각 이 두 가지 재료를 사용하지만 비행기 모델의 하중 요구 사항에 따라 달라진다고 Seco Tools의 응용 엔지니어인 Scott Causey는 말합니다.

이러한 재료 유형의 대부분은 트럭 빔, 버팀대, 토크 링크 및 "메인 실린더"라고도 하는 스트럿을 비롯한 다양한 착륙 장치 구성 요소에 사용됩니다.

출처:Concordest.com

그러나 랜딩 기어 브래킷, 브레이스 및 링크에서 종종 발견되는 알루미늄, 4340 합금강 및 일부 티타늄을 포함하여 랜딩 기어의 다른 구성 요소에 사용되는 다른 재료가 있다고 Causey는 설명합니다.

그리고 랜딩 기어에는 플랜지, 포켓, 구멍이 뚫린 구멍, 구멍 뚫린 구멍 및 많은 연결 지점을 포함하여 다른 작은 구성 요소가 있다고 Kennametal의 항공 우주 및 방위 담당 직원 엔지니어인 Mark Francis는 말합니다. 예를 들어, 구멍은 직경이 8~10인치이고 깊이가 36인치일 수 있습니다. 작업을 수행하려면 특정 도구와 프로세스가 필요합니다.

Francis는 "매우 구체적인 항공모함 사용 사례에서 볼 수 있는 또 다른 재료는 AerMet 100을 사용하는 것입니다. 이는 가공이 어려운 고강도 강철입니다."라고 Francis는 말합니다. "항모의 짧은 활주로에 상륙하는 항모에 필요한 파괴 저항과 인성을 생각하면 높은 충격 하중을 견딜 수 있을 뿐만 아니라 바다의 염분과 물에 대한 내식성이 매우 뛰어납니다."

AerMet 100은 항공모함용 전투기에만 거의 독점적으로 사용됩니다.

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랜딩 기어 부품의 가공 및 제조에 있어 가장 까다로운 영역

상상할 수 있듯이 랜딩 기어의 가장 큰 구성 요소는 크기 때문에 가공 속도가 느릴 수 있습니다. 일반적으로 "액슬 빔"이라고 하는 메인 실린더 및 트럭 빔과 같은 부품은 높이가 약 25피트까지 확장될 수 있습니다.

다른 어려운 부분으로는 슬라이더 또는 "내부 실린더"가 있다고 Causey는 말합니다.

Seco Tools의 항공우주 응용 엔지니어인 Atul Sharma는 "이 부품의 ID 구멍은 최대 70인치까지 달릴 수 있습니다."라고 말합니다. “그들은 매우 크고 길다. 그리고 절단 시 허용 오차를 유지하기 어려울 수 있습니다. 클램핑이 어려울 수 있습니다.”

우리가 이야기한 모든 툴링 제조업체는 이러한 큰 부품의 가공 속도가 느린 경우가 많다는 점을 분명히 했습니다. 분당 높은 표면 피트로 3억 개의 재료를 가공할 수 있다고 가정합니다. 그러나 현실은 이러한 큰 부품이 너무 무겁고 크다는 것입니다. 부품의 진동을 방지하고 절단 도구를 최대한 활용하려면 특수 고정 장치가 필요합니다.

그러나 많은 니켈, 와스팔로이 및 르네 재료와 비교할 때 이러한 강철 및 티타늄 재료는 그다지 어렵지 않다고 Sandvik Coromant의 항공우주 분야 글로벌 엔지니어링 프로젝트 관리자인 Bill Durow는 설명합니다.

“대부분의 경우 구성 요소의 규모입니다. 그들은 거대합니다.”라고 Durow는 말합니다. “그리고 어떤 것도 획일적이지 않습니다. 모양이 이상한 경우가 많기 때문에 꼭 선반에 던질 수는 없습니다. 종종 항공우주 제조업체는 시간이 많이 걸리는 대형 보어 밀 또는 대형 갠트리 기계를 사용합니다.”

설계에서 제조 및 완성 부품에 이르기까지 랜딩 기어 시스템을 참조하십시오. 출처:Safran 착륙 시스템

툴링 제조업체는 일부 항공우주 제조업체가 갠트리 머신 및 보어 밀링에서 B축 가공으로 이동하고 더 적은 설정과 더 적은 고정을 위해 턴밀 애플리케이션을 사용하고 부품 주위에 4-5축 프로파일링을 수행하는 추세를 보고 있습니다.

그러나 이 새로운 방법은 더 많은 프로그래밍과 랜딩 기어 생산의 효율성을 높이는 데 도움이 되는 절단 형상에 대한 새로운 생각이 필요합니다. 착륙 장치가 처음부터 끝까지 완료되는 데 몇 달이 걸리는 것은 드문 일이 아닙니다.

항공우주 분야의 새로운 기능은 무엇입니까? 적층 제조의 혁신. " 읽기 항공우주 및 국방 분야에서 3D 프린팅의 놀라운 발전 .”

실제 착륙 장치 가공

다음은 올바른 도구 또는 새로운 접근 방식이 영향을 미친 실제 랜딩 기어 부품 및 구성 요소의 세 가지 예입니다.

토션 링크

도전: Seco Tool 고객은 10-2-3 티타늄 소재를 절단하는 동안 내부 및 외부 실린더를 함께 연결하는 랜딩 기어 영역인 토션 링크로 어려움을 겪고 있었습니다. 사이클 시간은 6개의 개별 설정으로 60시간이었습니다. 고객은 부품 배송에 항상 뒤처져 있었고 OEM과의 계약을 잃을 뻔했습니다.

해결책: Seco Tools는 DMG Mori와의 파트너십을 통해 고객 및 파트너와 협력하여 고객의 가공 문제를 해결했습니다. Seco Tools는 도면, 모델 및 도구를 사용하여 처음부터 완전히 새로운 접근 방식을 찾는 데 도움이 되었습니다.

결과: 고객은 부품 제작 및 툴링 설정을 6개에서 2개로 줄이고 주기 시간을 60시간에서 23시간(62%)으로 줄였습니다. 생산량을 늘리고 부품을 제시간에 배송할 수 있었습니다. 궁극적으로 이 솔루션을 통해 항공우주 제조업체는 계약을 유지할 수 있었습니다.

재료용으로 설계된 도구

도전: Ti-5553으로 만든 400파운드 단조 랜딩 기어 부품이 Kennametal 고객의 도구를 통해 불타고 있었습니다. 고객은 30분마다 새로운 도구 교환을 프로그래밍하고 있었습니다. 완료되면 이 부분은 약 210파운드입니다. 하지만 이 티타늄 소재에는 뚫기 힘든 알파 케이스가 있었습니다.

해결책: Kennametal은 이 특수하고 견고한 티타늄 재종을 위해 특별히 설계된 8면 인서트와 드릴이 있는 나선 디자인의 밀링 커터를 사용했습니다.

결과: 황삭 시간은 25시간에서 15시간으로 늘어났습니다. 사이클 시간이 40% 단축되었습니다. 공구 수명이 300% 향상되었습니다. 이제 새로운 절삭날이 필요하기 전에 공구가 120분 동안 지속되었습니다.

기존 도구를 사용한 새로운 접근

도전: 랜딩 기어 구성 요소의 부품은 5축이 많고 기존 도구가 인서트의 뒤쪽을 집어들면서 도구가 움직이고 커터가 단단히 고정되도록 아이 잠금 장치가 있었기 때문에 나사가 부러졌습니다. 항공우주 고객은 부품에 너무 많은 수동 개입과 ​​아기 돌보기가 필요하기 때문에 너무 자주 생산을 중단해야 했습니다. 상황이 너무 느리게 진행되었습니다.

해결책: 샌드빅 코로만트는 원래 수평 가공에서 블레이드 가공용으로 설계된 공구를 수직 가공에 적용했습니다. 그리고 공구의 백커팅을 방지하기 위해 공구를 2~3도 약간 올리도록 램핑 또는 "치유"를 제안했습니다. . 또한 라운드 보스 기술을 사용했으며 매우 잘 수행했습니다.

결과: 프로세스 보안. 삽입 운동이 사라졌습니다. 삽입 나사가 더 이상 부러지지 않았습니다. 그리고 고객은 프로세스를 돌보는 일을 중단하고 더 "소등된" 생산 환경으로 이동할 수 있었습니다. 작업자는 동시에 여러 기계에서 작업할 수 있습니다.

항공우주 제조에서 단축되는 주기 시간에 어떻게 대처하고 있습니까? 동료들과 금속 가공 포럼 . [등록 필요]