항공 산업의 CNC 프로토타이핑

작성일:2020년 10월 9일 | By WayKen Rapid Manufacturing

한 국가의 항공 산업 발전은 진정으로 장인 정신의 질과 해당 국가가 보유한 기술 지식 수준을 반영합니다. 구조적 강성, 정밀도, 정확성, 품질 및 신뢰성에 대한 요구 사항은 이 산업에서 정말 중요합니다. 항공기 설계를 개선하고 생산 라인업의 속도를 유도한다는 개념은 항상 도전 과제로 남아 있습니다.

따라서 CNC 가공 및 프로토타이핑이 이 산업에 진출했습니다. 엄격한 공차 요구 사항을 충족할 수 있는 CNC 기계는 생산 속도를 유지하면서 다양한 요구 사항을 충족할 수 있는 훌륭한 솔루션을 제공합니다. 기사가 진행됨에 따라 항공 산업에서 작동하는 다양한 매개변수와 CNC 기술이 이를 혁신하는 방법에 대해 자세히 논의할 것입니다.

CNC 기술이 항공 산업에 적합한 이유는 무엇입니까?

루프트한자의 기사에서 보잉이 747-800 상용 라이너를 제작하는 데 600만 개의 부품이 필요했다고 주장했습니다. CNC 기술이 항공 산업에 가져다 주는 몇 가지 장점이 있습니다. 다음 중 몇 가지를 논의해 보겠습니다.

• 자동화와 유연성은 항공 산업에서 두 ​​가지 핵심 필수 매개변수입니다. 생산 라인업은 중복되지 않습니다. CNC 기술은 생산 라인업이 다양한 부품에 빠르게 적응할 수 있는 능력을 제공합니다. 따라서 다양한 가공 공정을 수행할 수 있습니다. 단일 클램핑으로 동일한 기계에서 여러 CNC 프로세스를 완료할 수 있습니다. 이를 통해 처리 및 생산 시간을 크게 줄여 수익 마진과 효율성을 높일 수 있습니다.
• 정밀성, 반복성, 속도 및 CAD 통합을 포함하여 이 방법을 사용하여 부품을 생산하는 데에는 수많은 장점이 있습니다.
• 사람이 단독으로 제어하는 ​​수동 밀링과 달리 사본 간의 편차가 큰 반면 CNC Mills를 통해 사본을 생성하면 매번 개체의 완벽한 사본이 보장됩니다. CAD(Computer-Aided Design)를 CNC Mills에 통합하면 성능이 향상되고 매번 완벽한 사본을 생성할 수 있습니다. 생산되기 전에 필요에 따라 부품을 설계, 수정 또는 재주조할 수 있습니다. CAD에 새겨진 디자인은 쉽게 조정할 수 있어 다양한 프로그램을 생성할 수 있으며, 이를 통해 CNC 기계에 디자인을 제공하면 밀이 부품의 물리적 사본을 생성할 수 있습니다. 이는 빠르고 쉬운 프로토타이핑으로 빠르게 이어질 수 있습니다.
• 상업 부문뿐만 아니라 국가 군대 내에서도 기술의 발전으로 인해 결함을 최소화하고 품질이 일관된 항공기에 대한 수요가 증가했습니다. 부품의 완벽한 사본을 정확하고 정확하게 생산하고 Boeing, Lockheed-Martin, Vickers 등과 같은 회사의 요구에 부응하기 위해 CNC 기계가 최고의 대안입니다. CNC 기계는 생산되는 부품의 일관성과 일관성을 모두 보장하여 항공 산업에서 더 나은 품질의 제품을 제조하고 사용할 수 있도록 합니다. 오늘날 많은 항공 우주 부품은 무거운 중량을 들어 올리고 항공기에 구조적 강도를 제공할 수 있도록 알루미늄 빌렛 또는 단조품 또는 스테인리스 스틸 및 기타 고응력 합금과 같은 기타 재료로 제작되어야 합니다. 이러한 부품의 사본은 CNC 기계에서 거의 또는 전혀 차이 없이 쉽게 제조할 수 있습니다.
• 항공 부품을 찾는 항공기 제조업체의 수요 증가로 인해 수많은 기업이 상업 부문과 군용 부문 모두에서 CNC 가공 서비스를 제공하는 회사에 수백만 달러를 투자할 수 있는 길을 열었습니다. 대기업은 지름 50인치, 길이 60인치, 너비 40인치, 높이 32인치에 달하는 거대한 부품을 제조하기까지 했습니다. CNC 가공 부품의 무게는 총 100lbs를 초과할 수 있습니다. 이러한 CNC 머시닝 서비스 제공업체는 이러한 대형 수치 컴퓨터 통합 제어 밀링 머신을 감당할 수 있고 호스팅할 수 있으며 엄격한 허용 오차 기준에 따라 부품을 제조업체에 제공할 수도 있습니다. 공차를 측정하는 곳은 평탄도, 진원도 및 원통도입니다. 최소 ±0.000002인치의 평탄도, 직경 진원도 ±0.00005인치, 원통도 ±0.001인치. 이러한 정밀한 허용 오차는 Raymer가 다음과 같이 인용한 착륙 장치와 같은 부품에서 중요한 역할을 합니다.
• 공차는 크기 오류의 여지가 거의 없는 부품에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 부품 제작을 전문으로 하는 CNC 가공 제공 회사가 있습니다. 항공 부품 제조로 인해 기업은 단일 클램핑으로 제조를 완료할 수 있는 장비에 투자해야 했습니다.

항공 산업에서 CNC 가공의 응용

현대 항공기 부품의 복잡성이 증가함에 따라 엄청난 정밀도가 필요합니다. 1903년에 목재, 철사 및 기타 기본 재료로 시작한 것은 이 산업에서 현대적인 복합 재료 및 금속의 사용으로 빠르게 발전했습니다. 오늘날의 현대 항공기에는 복잡한 항공 전자 시스템, 최첨단 유압 시스템, 공기역학적으로 간소화된 제어 표면, 트림 시스템 및 서보 탭, 혁신적인 엔진 시스템이 사용됩니다.

이러한 시스템이 빠르게 발전함에 따라 기존 기체를 개선하기 위한 맞춤형 부품이 항상 필요합니다. 일부 개선을 위해 완전히 새로운 항공기를 처음부터 설계하는 것이 항상 가능한 것은 아닙니다. 비용 실행 가능성을 높이기 위해 여러 항공기 라인업에 대한 업그레이드 및 부품 교체 목록이 작성됩니다. 유사한 맞춤형 부품에 대한 주문은 통합되어 호환성과 비용 절감을 모두 제공합니다. 예를 들어 최신 Fly-by-wirecontrol 시스템으로 업그레이드해야 하는 Boeing 747의 오래된 라인업은 전체 항공기를 처음부터 제조할 필요가 없습니다. 대신 특정 시스템의 구성 요소에서 가공이 수행됩니다.

마찬가지로, 항공 산업의 중요한 발전에는 집중적인 테스트가 필요합니다. CNC 프로토타이핑은 이와 관련하여 많은 도움이 됩니다. 구조 부품, 항공 전자, 추진 시스템 및 공기 역학적 부품의 부품을 제조하는 데 사용됩니다.

맞춤형 부품 및 프로토타입의 필요성에 대해 논의한 후 CNC 가공을 사용하여 생산되는 몇 가지 핵심 부품에 대해 논의해 보겠습니다.

그리고 이 목록은 여기서 끝나지 않습니다!

제조에 포함된 재료에는 알루미늄, 티타늄, 스테인리스강, 인코넬, 코바 및 구리가 포함됩니다. 항공기 부품 제조에 일반적으로 사용되는 가공 유형에는 3축, 4축 및 5축 CNC 밀링, 터닝, 와이어 방전 가공(EDM), 디버링, 미세 가공 및 싱커 방전 가공(EDM)이 있습니다.

이와 관련하여 주목할만한 예는 북아일랜드의 항공 좌석 솔루션 제공업체인 Thompson Aero Seating입니다. 이 회사는 더 짧은 주기 시간을 달성하기 위해 CNC 머시닝 서비스 제공업체를 사용하여 비즈니스 좌석 프레임용 알루미늄 지지 레일을 제조했습니다. CNC 밀링의 통합으로 사이클 시간이 61분에서 32분으로 무려 100%나 단축되었습니다! 또한 CNC 밀링의 우수한 표면 마무리로 디버링 및 폴리싱 작업이 필요 없습니다.

결론

이 기사의 사실을 감안할 때 CNC 프로토타이핑 및 가공의 중추적인 역할은 매우 분명합니다. 정밀 공차 달성에서 사이클 시간 단축에 이르기까지 CNC 가공은 포괄적인 솔루션을 제공합니다. 또한 현재 항공 산업에서 유도되고 있는 혁신의 양을 감안할 때 CNC 프로토타이핑은 성능, 미학 및 제조 가능성을 종합적으로 분석하는 데 필요한 모든 가공 단계를 제공합니다.