항공우주:빠르고 안전한 티타늄 가공

Walter는 특수 도구로 티타늄 가공을 개선하고 있습니다.

튀빙겐에 기반을 둔 항공 우주 산업을 위한 Walter의 Xpress 제품군은 항공 우주 산업의 엄격한 요구 사항을 측정하도록 제작되었습니다. 특히, 고객별 치수의 솔리드 초경 공구는 최대 2주에서 최대 3주 이내에 납품할 수 있습니다. 혁신적인 새로운 도구 코팅 및 도구 기술은 경우에 따라 도구 수명을 두 배 이상으로 보장합니다.

항공 우주 산업에서는 다른 분야와 비교하여 작업이 약간 다르게 수행됩니다. 무게는 중추적인 역할을 하며, 1g이 적습니다. 궁극적으로 수익성을 결정하는 것은 부품 및 부품 가격이 아니라 제품의 무게입니다. 티타늄이 이 분야에서 상당한 성장과 인기를 누리고 있는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이것은 특히 높은 강도가 중요한 구조 부품의 경우입니다. 일반적인 예로는 도어 및 도어 프레임 주변, 랜딩 기어 지지대, 차대 스트럿 또는 랜딩 플랩 트랙이 있습니다. 티타늄은 부식과 온도에도 강합니다.

그러나 특히 민간 항공용 항공기 제조업체는 예를 들어 자동차 산업과 같이 친숙한 시리즈 제조업체의 압력에 점점 더 민감해지고 있습니다. 지금까지 보잉, 에어버스, 그리고 Bombardier는 덜하지만 주로 그들 사이에서 시장을 공유했습니다. 한편 중국과 러시아의 새로운 경쟁자들이 시장 진출을 준비하고 있다. 따라서 가능한 한 비용 효율적이어야 한다는 제조 압력이 증가하고 있습니다. Walter는 Xpress Aerospace 제품군과 관련하여 이러한 측면에서 중요한 기여를 하고 있습니다.

도구 시스템의 추가 개발

과제:티타늄은 지금까지 주로 사용되어 온 알루미늄보다 가공하기가 더 어렵습니다. 높은 화학 반응성으로 인해 가공 중 절삭날에서 칩이 융합됩니다. 재료의 열전도율이 낮기 때문에 절삭날의 온도가 크게 상승합니다. 결과 칩은 종종 매우 거칠고 마모됩니다. 최소 탄성 계수로 인해 공작물이 쉽게 구부러집니다. 이는 인선 영역의 재료 응고와 함께 낮은 절삭 속도에서도 공구 인선 수명을 감소시킵니다.

도구 비용은 또한 공정뿐만 아니라 구성 요소와 재료에 대한 요구 사항에 따라 크게 달라집니다. 벽 두께를 줄이면 부품이 극도로 불안정해질 수 있으므로 중요한 초점은 기계의 안정성과 클램핑입니다. 올바른 절삭유 전략을 사용하는 것도 공구 수명에 상당한 영향을 미칩니다. Walter는 가공 시간 단축을 목표로 툴링 시스템을 지속적으로 개발하고 있습니다. 초경 모재, 새로운 코팅 기술, 절삭 공구의 거시적 및 미세 형상이 여기서 중요한 역할을 합니다. 그러나 가공 전략은 CAD/CAM 전문가와 협력하여 더욱 최적화할 수도 있습니다.

이 모든 것이 오늘날 티타늄 정삭 및 황삭을 위한 고성능 절단(HPC) 및 고성능 절단(HDC)을 가능하게 합니다. Walter Prototype Ti38 Z6-10과 혁신적인 새 코팅을 사용한 동적 밀링으로 최대 140m/min의 절삭 속도를 달성할 수 있습니다. 최대 10개의 톱니가 있는 다중 톱니 솔루션을 사용하면 낮은 접촉 폭에서 이송을 최대 50%까지 늘릴 수 있습니다. 이러한 솔리드 초경 공구 솔루션은 궁극적으로 기존 솔루션에 비해 금속 제거율을 최대 50%까지 높일 수 있습니다.

코팅이 공구 수명을 결정합니다.

새로 개발된 기판 및 코팅 기술의 예로는 Walter Prototype Ti 제품군의 솔리드 초경 공구용 PVD 기반 코팅(물리적 증착)이 있습니다. 이 코팅은 기존 ANC 코팅(알루미늄 크롬 질화물)에 비해 공구 수명을 최대 100% 이상 증가시킵니다. 이는 프로토타입 HPC Ti40을 사용하여 준정삭 및 정삭할 때 인장 강도가 1250N/mm²인 3.7164 티타늄 창틀의 공구 수명이 175분에서 444분으로 154% 증가할 수 있음을 의미합니다. 외부 윤곽 정삭을 위해 프로토타입 HDC Ti38 L을 사용하여 공구 수명이 116% 연장되었습니다. 속도가 25%, 가공량이 23% 증가했습니다.

또 다른 혁신은 인덱서블 인서트 절삭 공구 재료 WSM45X를 위한 CVD 코팅 기술로, 예를 들어 Walter BLAXX M3255 포큐파인 밀링 커터에 사용됩니다. 코팅은 열 보호 실드의 기능을 하여 최대 65m/min의 높은 절삭 속도를 촉진하고 공구 날 수명을 최대 130분까지 연장합니다. 이를 통해 일반적으로 45m/min의 절삭 속도와 0.12mm의 이송에서 전체 슬로팅과 상승 밀링을 혼합하여 제조되는 티타늄 구조 부품의 공구 수명을 두 배로 늘릴 수 있습니다. 추가 옵션은 약 60분의 일정한 공구 수명으로 절삭 속도를 65m/min으로 높이는 것입니다. 정삭 밀링은 알려진 가장 단단한 재료 중 하나인 PCD(다결정 다이아몬드) 절삭 날로 수행할 수도 있습니다.

그러나 이 경우 절삭날의 가공 온도를 600°C 미만으로 유지하려면 적절한 절삭유 전략을 구현해야 합니다. 일반적으로 절삭유와 냉각 매체의 농도는 특히 공구 수명에 큰 영향을 미칩니다. 냉각 매체를 가능한 한 작업 영역에 직접 도입하는 것이 가장 중요합니다. 이는 공구의 특수 냉각수 관통으로 용이합니다. 최대 70bar의 고압 냉각은 새로운 공작 기계의 최첨단 기술입니다. 극저온 가공을 위한 특수 공구 솔루션은 훨씬 더 차가운 액체 이산화탄소 또는 질소를 사용하여 작업합니다.

도구 공급업체에서 기술 파트너로

Walter는 스스로를 디지털 프로세스 파트너로 간주하고 "구성 요소 솔루션"이라는 의미에서 애플리케이션과 더욱 밀접하게 관련된 도구를 개발하고 있습니다. 이를 위해서는 전체 전문가 팀이 필요합니다. 적절한 CAD/CAM 기술은 프로세스의 완전한 평가를 위한 핵심 전제 조건입니다. Walter는 고객의 요구 사항을 충족하고 전체 프로세스에 걸쳐 도구, 솔루션 및 서비스를 제공합니다.

이 개발과 관련하여 Walter는 얼마 전에 University of Sheffield의 Advanced Manufacturing Research Center와 협력하여 "Component Solutions" 프로젝트를 개발했습니다. 프로젝트 과정에서 항공 및 항공 우주 산업에서 일반적으로 사용되는 CAM 프로그램을 사용하여 구조 구성 요소에 대해 발생하는 모든 포켓 모양에 대한 특수 가공 전략이 개발되었습니다. 이 "도구 상자"를 사용하면 고객 구성 요소의 3D 모델에서 빠르고 효율적으로 적절한 가공 프로세스를 도출할 수 있습니다.

최단 시간에 최고의 품질

"기다리는 자에게 복이 온다"는 말은 오늘날 더 이상 사실이 아닙니다. 고객별 특수 치수가 있는 고성능 도구도 엄청난 시간 압박을 받습니다. 따라서 Walter는 연초부터 특히 항공우주 부문을 위해 오랫동안 확립된 Walter Xpress 서비스를 제공하고 있습니다. Xpress 도구 솔루션은 2주에서 최대 3주 이내에 배송될 수 있습니다. 속도는 주문 프로세스 자체에서 시작됩니다. my.Walter 소프트웨어 솔루션을 사용하면 고객이 온라인으로 도구를 직접 설계하거나 숙련된 현장 서비스 직원과 함께 설계할 수 있습니다. "Walter Online Xpress"를 통해 고객은 최대 1시간 이내에 이메일로 2D 도면 및 3D 모델을 포함한 구속력 있는 견적을 받습니다. 회사 내에서 종종 병목 현상이 발생하는 주문 자체도 Walter 도구 관리를 사용하여 상당히 가속화되었습니다.