Instrumentos aeroespaciais feitos de material de nível militar

A Aero-Tec Industries, com sede em Seminole, OK, fabrica instrumentos aeroespaciais, incluindo uma ampla variedade de painéis de controle iluminados internamente para uso em aplicações de asa fixa, asa rotativa e simuladores. Uma grande porcentagem deles é fabricada para ser compatível com óculos de visão noturna. Para isso, são necessários filtros e tintas especiais para lâmpadas.

Em 2005, o presidente da Aero-Tec, Charles Harbert, partiu para encontrar uma máquina CNC capaz de usinar em lote displays iluminados para equipamentos de comunicação de aeronaves de acrílico fundido. Mas não deveriam ser monitores comuns e, para produzi-los com especificações exatas, a Aero-Tec precisava encontrar um equipamento extraordinário.

CRIAR INSTRUMENTOS AEROESPACIAIS ILUMINADOS

De acordo com Harbert, “encapsulados dentro da peça estão dois módulos de lâmpada de 5 volts selados – um fornece luz de fundo para UHF e o outro [na parte superior] ilumina a tela que fica atrás de uma janela transparente. Os módulos das lâmpadas são filtrados para serem compatíveis com óculos de visão noturna usados ​​por pilotos militares… e as letras na parte inferior não são iluminadas.”

As peças mostradas aqui incluem uma peça completa (menos os dois fios que saem dos terminais embutidos na parte traseira) e as duas outras peças mostram as entranhas e ilustram as etapas complicadas necessárias para fabricar esta peça.

Quando a Aero-Tec encontrou a DATRON Dynamics, Inc., (Milford, NH) na Internet, a esperança de Harbert por uma tecnologia superior foi reforçada por um site que mostrava centros de usinagem de alta velocidade de vanguarda... e talvez mais importante, uma miscelânea de recursos integrados que cheirava a um
verdadeira solução chave na mão. “Em particular”, disse Harbert, “eu estava interessado em como a tecnologia de alta velocidade da DATRON e a mesa de vácuo integrada poderiam impactar nossa eficiência e a qualidade geral de toda a nossa linha de produtos”.

Na verdade, o suporte de trabalho VacuMate™ da DATRON teve tanto a ver com o sucesso da Aero-Tec com essa peça aeroespacial específica quanto a própria tecnologia de usinagem de 60.000 RPM. O VacuMate foi projetado para fixar peças planas de forma rápida e eficiente na base de um sistema de usinagem. O estoque fino, que antes só podia ser fixado com grandes dificuldades, pode ser fixado literalmente em segundos. Isso inclui folhas de plástico tão finas quanto 0,001” ou folhas de alumínio de até 0,250” de espessura. A mesa de vácuo possui portas otimizadas para fluxo de ar, com câmaras rebaixadas, para fornecer distribuição de vácuo superior. Um substrato permeável a gás de baixo custo serve como um difusor de vácuo sacrificial, permitindo que o cortador faça a usinagem através da peça de trabalho, sem cortar a mesa. Ao colocar um único segmento VacuMate de 18" x 12" (ou até 4 segmentos conectados para um total de 24" x 36") na mesa da máquina, a mesma posição é mantida todas as vezes. Isso ocorre porque os VacuMates são codificados usando um sistema de ressalto na cavidade chanfrado para garantir a repetibilidade da localização.

De acordo com o presidente da DATRON Dynamics, Bill King, “a maioria dos fabricantes de CNC simplesmente não se envolve em workholding. Eles vendem a máquina e permitem que você encontre uma maneira de guardar suas peças assim que elas chegarem. Bem, a DATRON adota uma abordagem mais holística e considera a fixação do trabalho parte da solução geral.”

Foi essa integração que convenceu a Aero-Tec a adquirir o sistema de usinagem DATRON completo com sondagem 3D e VacuMate - e Harbert e o grupo de P&D trabalharam no aperfeiçoamento do processo.

INSTRUMENTOS AEROESPACIAIS DE GRAU MILITAR

O primeiro passo foi a máquina em lote ou “corte de biscoito” uma folha de 24” x 36” de acrílico fundido de grau militar para criar a parte de trás da peça. Usando um QuadraMate™ (4 segmentos VacuMate conectados), o material é protegido. A sonda escaneia a superfície do material para validar a posição do branco e, ao mesmo tempo, alimenta quaisquer irregularidades no controlador da DATRON. Quaisquer irregularidades da superfície são compensadas dinamicamente nos parâmetros de usinagem — sem intervenção do operador e antes mesmo do início da usinagem. Isso garante que, apesar das variações de espessura, a profundidade do corte permaneça a mesma. Isso é crítico para esta peça aeroespacial e para a Aero-Tec, pois eles usinam o acrílico dentro de quatro milésimos antes de romper o material. Depois de cortar os “brancos” básicos para os instrumentos aeroespaciais, as peças individuais são refixadas no mandril de vácuo para a fresagem de cortes de folga para acomodar os terminais elétricos no lado da face.

As peças para os instrumentos aeroespaciais são removidas da base da máquina e dois terminais especiais são instalados do lado da face e envasados ​​com poliéster catalisado. O excesso de material de envasamento é lixado a úmido para deixar o rosto liso. Em seguida, os conjuntos de lâmpadas e a fiação associada são instalados com cuidado especial, prestando-se atenção à sua posição para que a eletrônica não seja cortada durante as fases subsequentes de produção realizadas no centro de usinagem de alta velocidade DATRON. Em seguida, esses componentes são envasados ​​novamente com poliéster para prendê-los no lugar.

As peças são então colocadas de volta na máquina DATRON e fixadas com o acessório de vácuo para que todos os recursos detalhados que aparecem na parte traseira possam ser usinados - a janela retangular é cortada no degrau. Em seguida, o operador vira a peça e a coloca em um acessório dedicado em um
estação separada dentro do envelope de trabalho da máquina DATRON. Aqui, o corte da janela é finalizado e um chanfro ao redor da abertura é usinado e o ombro é cortado usando uma fresa de topo de ponta esférica. Um grampo adicional é colocado no furo passante (janela) para segurar a peça enquanto a periferia é cortada – liberando a peça do bloco de acrílico militar.

As telas individuais dos instrumentos aeroespaciais passam então por um processo de pintura – preto sobre branco. Após a pintura, as letras são aplicadas com um sistema de laser bombeado por diodo que remove a tinta preta para expor o branco por baixo. O centro de usinagem DATRON foi usado para fabricar o dispositivo de registro necessário para o sistema a laser.

As peças são devolvidas à máquina DATRON, onde as camadas de tinta preta e branca são moídas na parede superior da abertura da janela na parte de trás. Isso permite que a luz segura do NVG se espalhe na tela que será instalada atrás da janela. Finalmente, a própria janela (também usinada a partir de acrílico fundido no DATRON) é colada e os fios são soldados e envasados. O design Aero-Tec permitiu que os fios entrassem por último, para que os operadores da máquina DATRON não tivessem que lutar com eles durante os vários processos de usinagem. Harbert elogia a durabilidade da DATRON dizendo:“Eu realmente não posso atestar a qualidade do departamento de serviço da DATRON porque um ano e meio neste projeto a máquina não soluçou uma vez - então não precisamos de nenhum serviço ... o que é excepcional.”

Além disso, ele explica:“É incrível quanto trabalho é dedicado a instrumentos aeroespaciais ou a uma peça militar finalizada. Mas, se é isso que nos mantém seguros, vale a pena o esforço – e se a qualidade desta peça é fundamental para essa segurança, o DATRON é literalmente um salva-vidas”.