복합재와 알루미늄:현대 항공기가 경량 소재를 선택하는 이유

무게를 줄이고 효율성을 높이기 위해 Boeing 787 및 Airbus A350과 같은 최신 세대의 여객기는 알루미늄보다 더 많은 복합 재료를 사용하고 있습니다. 그러나 알루미늄은 작업하기 쉽고 훨씬 저렴하기 때문에 가까운 미래에도 중요한 항공우주 소재로 남을 것입니다. 특히 무게가 덜 나가고 피로 저항이 중요한 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다.

특히 오랫동안 알루미늄을 사용하게 될 두 가지 분야는 항공전자 하우징과 내부 부품입니다. 이는 일반적으로 주조된 후 장착 표면과 구멍이 제한적으로 가공됩니다. 주조 공정과 그 장점을 자세히 살펴보겠습니다.

대량감소 소재

질량은 항공우주 설계 및 제조에서 가장 중요한 문제입니다. 구조가 가벼울수록 엔진은 작아지고 효율은 높아지며 탑재량도 커집니다. 무게 대비 강도 비율이 높은 재료를 선택하여 질량을 최소화합니다. 그렇지 않으면 특정 강도 또는 파운드당 강도를 나타냅니다.

탄소섬유강화플라스틱(CFRP)은 강하면서도 가볍기 때문에 항공기 구조물에 사용이 늘어나고 있습니다. 그러나 생산 및 사용 비용이 많이 들기 때문에 알루미늄과 같은 다른 재료에 대한 가능성도 열려 있습니다.

티타늄은 비강도가 높은 또 다른 재료입니다. 하지만 비용이 많이 들고 주조 및 가공이 어렵습니다.

마그네슘과 알루미늄은 무게 대비 강도 비율이 비슷하지만 알루미늄은 내식성이 더 뛰어나고 마그네슘보다 화재 위험이 없습니다. 이는 7개 시리즈로 분류된 다양한 합금으로 생산됩니다. 7xxx 시리즈는 종종 항공우주 알루미늄으로 불리지만 특정 응용 분야 요구 사항에 따라 다른 합금도 사용됩니다.

알루미늄의 또 다른 장점은 양극 산화 처리가 가능하다는 것입니다. 코팅을 추가하지 않고도 표면 산화 수준을 높여 경도를 높이고 매력적인 외관을 부여하는 방법입니다.

알루미늄 항공우주 부품의 주조 방법

질량을 최소화하려면 얇은 단면과 미세한 디테일을 생산할 수 있는 주조 공정이 필요합니다. 모래 주조는 고려 대상에서 제외되며 다음과 같습니다.

• 투자 캐스팅
• 쉘 몰딩
• 영구 주형 주조

각각의 관련 특성을 살펴보겠습니다.

투자 캐스팅

왁스 패턴 위에 세라믹 몰드 “쉘”을 형성하는 소모성 몰드 공정입니다. 인베스트먼트 주조는 최대 30lbs 무게의 부품에 사용되며 엄격한 공차를 유지하고 매끄러운 표면을 형성하면서 얇은 벽과 요각 기능을 갖춘 복잡한 형상을 생성할 수 있습니다. 프로세스가 복잡하기 때문에 가공과 질량을 모두 최소화하는 것이 중요할 때 프로세스가 중요합니다.

쉘 몰딩

이 과정에서 패턴은 모래 수지 외부 쉘로 코팅됩니다. 금형은 일반적으로 금형 캐비티를 형성하기 위해 결합되는 두 개의 반쪽으로 만들어집니다. 금속이 굳으면 틀이 부서집니다. 쉘 성형은 정밀 주조보다 더 큰 부품을 생산할 수 있지만 세부 수준과 복잡성 측면에서 제한됩니다. 표면조도는 인베스트먼트 캐스팅만큼 좋지 않습니다.

영구주형주조

이는 금속 다이를 사용하여 부품을 형성하고 액체 금속이 중력에 의해 흘러 들어갑니다. 짧은 사이클 시간이 가능하고 급속 냉각이 부품 강도를 높이지만 툴링 비용이 비쌉니다. 이러한 것들이 함께 영구 주형 주조를 대량 생산 공정으로 만듭니다. 게다가 매몰주조로 달성할 수 있는 미세한 디테일도 구현하지 못합니다.

항공우주용 알루미늄 주조

알루미늄은 항공 전자 하우징과 브래킷 및 좌석 가구와 같은 내부 구성 요소에 대한 질량, 부품 복잡성 및 비용의 최적 균형을 제공합니다. 7xxx 시리즈와 같은 재종은 우수한 기계 가공성과 내식성과 함께 높은 강도를 제공합니다.

이러한 부품과 유압 펌프 본체와 같은 기타 부품은 주조 방식으로 쉽게 생산되므로 기계 가공을 최소화하면서 중량 감소 목표를 달성할 수 있습니다. 매몰 주조는 최고의 정확성과 복잡성을 달성하지만 부품 형상과 필요한 수량에 따라 쉘 성형과 영구 주형 주조가 대안이 됩니다.

고품질의 주조 금속 항공우주 부품 공급원이 필요한 경우 당사는 귀하에게 필요한 리소스와 전문 지식을 갖추고 있습니다. 토론이 필요하거나 견적을 요청하려면 저희에게 연락하세요.