Aero-Tec의 군용 항공우주 계기: 항공기 및 시뮬레이터용 정밀 제어 패널

오클라호마주 세미놀 기반 Aero-Tec Industries는 고정익, 회전익, 시뮬레이터 용도로 쓰이는 다양한 내부 조명 제어 패널을 포함한 항공우주 계기를 제조합니다. 이 중 상당 부분은 야간 투시 고글과 호환되도록 제조됩니다. 이를 위해 특수 램프 필터링과 도료가 필요합니다.

2005년, Aero-Tec 사장 찰스 하버트(Charles Harbert)는 주조 아크릴로 항공 통신 장비용 조명 디스플레이를 배치 가공할 수 있는 CNC 기계를 찾으려 했습니다. 하지만 이들은 평범한 디스플레이가 아니었고, 엄격한 사양으로 생산하려면 특별한 장비가 필요했습니다.

조명 항공우주 계기 제작

하버트에 따르면 "부품 내부에 두 개의 밀봉된 5볼트 램프 모듈이 캡슐화되어 있습니다. 하나는 UHF용 백라이트를 제공하고, 다른 하나(상단)는 투명 창 뒤에 있는 디스플레이를 조명합니다. 램프 모듈은 군용 조종사들이 착용하는 야간 투시 고글과 호환되도록 필터링되어 있습니다… 하단의 레터링은 비조명입니다."

여기에 표시된 부품들은 완성된 부품(후면 리세스드 단자에서 나오는 두 와이어 제외)과 내부를 보여주는 다른 두 부품으로, 이 부품 제조에 필요한 복잡한 단계를 보여줍니다.

Aero-TEC이 인터넷에서 DATRON Dynamics, Inc.(밀포드, NH)를 발견했을 때, 선구적인 고속 머시닝 센터를 보여주는 웹사이트와, 진정한 턴키 솔루션을 연상시키는 풍성한 통합 기능들에 하버트의 첨단 기술 희망은 뒷받침되었습니다. "특히," 하버트가 말했습니다, "DATRON의 고속 기술과 통합 진공 테이블이 우리 효율성과 전체 제품 라인 품질에 어떤 영향을 줄지 관심이 있었습니다."

사실, DATRON의 VacuMate™ 워크홀딩은 이 특정 항공우주 부품에서 60,000 RPM 가공 기술 자체만큼이나 Aero-Tec의 성공에 기여했습니다. VacuMate는 평평한 공작물을 머시닝 시스템 베드에 신속하고 효율적으로 고정하도록 설계되었습니다. 이전엔 큰 어려움으로만 고정 가능했던 얇은 재료가 이제 문자 그대로 몇 초 만에 고정됩니다. 0.001인치 얇은 플라스틱 포일부터 0.250인치 두께 알루미늄 시트까지. 진공 테이블은 공기 흐름 최적화 포트와 리세스드 챔버로 우수한 진공 분배를 제공합니다. 저비용 가스 투과성 기판이 희생 진공 디퓨저 역할을 해 커터가 테이블을 자르지 않고 공작물을 관통 가공할 수 있게 합니다. 단일 18"x12" VacuMate 세그먼트(또는 연결된 4개 세그먼트로 총 24" x 36")를 기계 베드에 놓을 때 매번 같은 위치가 유지됩니다. VacuMate가 베벨드 보스-인-캐비티 시스템으로 키잉되어 위치 반복성을 보장하기 때문입니다.

DATRON Dynamics 사장 빌 킹에 따르면 "대부분 CNC 제조사들은 워크홀딩에 관여하지 않습니다. 기계 팔고 나서 부품 고정은 알아서 하라고 하죠. 하지만 DATRON은 더 전체적인 접근으로 워크홀딩을 전체 솔루션의 일부로 고려합니다."

이 통합이 Aero-Tec로 하여금 3D 프로빙과 VacuMate를 갖춘 DATRON 머시닝 시스템을 조달하게 만들었고, 하버트와 R&D 그룹은 바로 공정 완벽화에 착수했습니다.

군용 항공우주 계기

첫 단계는 24" x 36" 군용 등급 주조 아크릴 시트를 배치 가공하거나 '쿠키 컷'해 부품 후면을 만드는 것이었습니다. 쿼드라메이트(QuadraMate™, 연결된 4개 VacuMate 세그먼트)로 소재를 고정합니다. 프로브가 소재 표면을 스캔해 블랭크 위치를 검증하면서 동시에 불규칙성을 DATRON 컨트롤러에 전달합니다. 표면 불규칙성은 가공 파라미터에 동적으로 보정되어 운영자 개입 없이 가공 시작 전부터 보정됩니다. 이는 두께 편차에도 불구하고 절삭 깊이가 동일하게 유지됨을 보장합니다. 이 항공우주 부품과 Aero-Tec에겐 중요한데, 소재를 뚫기 4천분의 일 인치 전까지 가공하기 때문입니다. 기본 '블랭크'를 항공우주 계기용으로 자른 후, 개별 부품을 진공 척에 재고정해 면 측 전기 단자용 클리어런스 컷을 밀링합니다.

항공우주 계기용 부품들을 기계 베드에서 꺼내 면 측에서 두 특수 단자를 장착하고 촉매 폴리에스터로 포팅해 고정합니다. 초과 포팅 재료는 웻 샌딩으로 제거해 면을 매끄럽게 만듭니다. 다음, 램프 어셈블리와 관련 배선을 장착하는데, 이후 DATRON 고속 머시닝 센터에서 수행될 후속 생산 단계에서 전자부품이 절단되지 않도록 위치에 각별히 주의합니다. 그런 다음 이 구성품들이 폴리에스터로 다시 포팅돼 고정됩니다.

부품들은 다시 DATRON 기계에 올려 진공 고정구로 고정해 후면에 나타나는 모든 세부 피처를 가공합니다. 직사각형 창이 스텝까지 컷다운됩니다. 그런 다음 운영자가 부품을 뒤집어 DATRON 기계 작업 범위 내 별도 스테이션의 전용 고정구에 놓습니다. 여기서 창 관통 컷을 마무리하고 개구부 주변 베벨을 가공하고 볼노즈 엔드밀로 숄더를 컷합니다. 추가 클램프를 관통 홀(창)에 배치해 주변부 컷으로 부품을 군용 아크릴 블록에서 분리하며 고정합니다.

개별 항공우주 계기 디스플레이는 도장 공정을 거칩니다. 검정 위에 흰색. 도장 후 다이오드 펌프 레이저 시스템으로 검은 도료를 제거해 아래 흰색을 노출시켜 레터링을 적용합니다. DATRON 머시닝 센터가 레이저 시스템에 필요한 등록 고정구를 제작하는 데 사용되었습니다.

부품들은 DATRON 기계로 돌아가 후면 창 개구부 상단 벽의 검정과 흰색 도장 층을 밀링해 제거합니다. 이는 NVG 보안 조명이 창 뒤에 설치될 디스플레이로 새어 나가게 합니다. 마지막으로 창 자체(DATRON에서 주조 아크릴로 가공)도 접착하고 와이어를 납땜하고 포팅합니다. Aero-Tec 설계로 와이어가 마지막에 들어가게 해 DATRON 기계 운영자들이 다양한 가공 공정 중 와이어와 씨름하지 않아도 됩니다. 하버트는 DATRON 내구성을 칭찬하며 "DATRON 서비스 부서 품질을 증명할 수 없는데, 이 프로젝트 1년 반 동안 기계가 한 번도 딸꾹질 안 해서 서비스 필요 없었습니다… 그건 예외적입니다."라고 말합니다.

그는 덧붙입니다. "항공우주 계기나 완성된 군용 부품에 얼마나 많은 작업이 들어가는지 놀랍습니다. 하지만 그게 우리 모두를 안전하게 지키는 거라면 그 노력이 가치 있는 겁니다. 그리고 이 부품 품질이 그 안전에 필수적이라면 DATRON은 말 그대로 생명의 은인입니다."