Instrumentos Aeroespaciais de Grau Militar pela Aero-Tec: Painéis de Controle de Precisão para Aeronaves e Simuladores

A Aero-Tec Industries, baseada em Seminole, OK, fabrica instrumentos aeroespaciais incluindo uma ampla variedade de painéis de controle iluminados internamente para uso em asa fixa, asa rotativa e aplicações de simulador. Uma grande porcentagem destes são fabricados para serem compatíveis com óculos de visão noturna. Filtração especial de lâmpadas e tintas são necessárias para isso.

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

FAZENDO INSTRUMENTOS AEROESPACIAIS ILUMINADOS

De acordo com Harbert, "Encapsulados dentro da peça estão dois módulos de lâmpada de 5 volts selados — um fornece iluminação traseira para UHF e o outro [no topo] ilumina o display que fica atrás de uma janela clara. Os módulos de lâmpada são filtrados para serem compatíveis com óculos de visão noturna usados por pilotos militares... e a letra na parte inferior não é iluminada."

As peças mostradas aqui incluem uma peça completada (menos os dois fios que saem dos terminais recuados na parte de trás) e as outras duas peças mostram o interior e ilustram os passos complicados necessários para fabricar esta peça.

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

De fato, a fixação VacuMate™ da DATRON teve tanto a ver com o sucesso da Aero-Tec com esta peça aeroespacial particular quanto a tecnologia de usinagem de 60.000 RPM em si. O VacuMate é projetado para fixar rápida e eficientemente peças de trabalho planas na cama de um sistema de usinagem. Estoque fino, que só podia ser fixado com grande dificuldade antes, pode ser fixado literalmente em segundos. Isso inclui folhas de plástico finas como 0,025 mm (0,001") ou chapas de alumínio até 6,35 mm (0,250") de espessura. A mesa a vácuo apresenta portas otimizadas para fluxo de ar, com câmaras recuadas, para fornecer distribuição superior de vácuo. Um substrato permeável a gás de baixo custo serve como difusor de vácuo sacrificial, permitindo que o cortador usine através da peça de trabalho, sem cortar a mesa. Ao colocar um único segmento VacuMate de 457 x 305 mm (18"x12") (ou até 4 segmentos conectados para um total de 610 x 914 mm / 24" x 36") na cama da máquina, a mesma posição é mantida toda vez. Isso porque os VacuMates são chaveados usando um sistema boss-in-cavity chanfrado para garantir repetibilidade de localização.

De acordo com o Presidente da DATRON Dynamics, Bill King, "A maioria dos fabricantes de CNC simplesmente não se envolve em fixação. Eles vendem a máquina e deixam você encontrar uma maneira de segurar suas peças quando ela chega. Bem, a DATRON adota uma abordagem mais holística e considera a fixação 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 foram direto ao trabalho para aperfeiçoar o processo.

INSTRUMENTOS AEROESPACIAIS DE GRAU MILITAR

O primeiro passo foi usinar em lote ou "cortar biscoitos" uma chapa de 610 x 914 mm (24" x 36") de acrílico fundido de grau militar para criar o lado traseiro da peça. Usando um QuadraMate™ (4 segmentos VacuMate conectados), o material é fixado. A sonda escaneia a superfície do material para validar a posição do blank enquanto ao mesmo tempo alimenta quaisquer irregularidades no controlador da DATRON. Quaisquer irregularidades de superfície são compensadas dinamicamente nos parâmetros de usinagem — sem intervenção do operador e antes mesmo da usinagem começar. Isso garante que, apesar de variações de espessura, a profundidade do corte permanecerá a mesma. Isso é crítico para esta peça aeroespacial e para a Aero-Tec, já que eles usinam no acrílico a quatro milésimos de polegada de romper o material. Após cortar os "blanks" básicos para os instrumentos aeroespaciais, as peças individuais são refixadas no dispositivo 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 cama da máquina e dois terminais especiais são instalados do lado da face e fixados no lugar com poliéster catalisado. O excesso de material de fixação é lixado úmido para deixar a face lisa. Em seguida, os conjuntos de lâmpadas e a fiação associada são instalados com cuidado especial sendo pago à sua posição para que a eletrônica não seja cortada durante fases subsequentes de produção realizadas no centro de usinagem de alta velocidade DATRON. Então, esses componentes são fixados novamente com poliéster para segurá-los no lugar.

As peças são então colocadas de volta na máquina DATRON e fixadas com o dispositivo de vácuo para que todos os recursos detalhados que aparecem nas costas possam ser usinados — a janela retangular é cortada até o degrau. Então o operador vira a peça e a coloca em um dispositivo dedicado em uma estação separada dentro do envelope de trabalho da máquina DATRON. Aqui, o corte passante da janela é finalizado e um chanfro ao redor da abertura é usinado e o ombro é cortado usando uma fresa esférica. Uma braçadeira adicional é colocada no furo passante (janela) para segurar a peça enquanto a periferia é cortada — libertando a peça do bloco de acrílico militar.

Os displays individuais para os instrumentos aeroespaciais então passam por um processo de pintura — preto sobre branco. Após a pintura, a escrita é aplicada com um sistema a laser de diodo bombeado que abla 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 retornadas à máquina DATRON onde as camadas de tinta preta e branca são fresadas na parede superior da abertura da janela nas costas. Isso permite que a luz segura NVG transborde para o display que será instalado atrás da janela. Finalmente, a própria janela (também usinada a partir de acrílico fundido na DATRON) é colada e os fios são soldados e fixados. O design da 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 canta louvores à durabilidade da DATRON dizendo: "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 vai em instrumentos aeroespaciais ou uma peça militar finalizada. Mas, se é isso que nos mantém todos seguros, vale o esforço — e se a qualidade desta peça é crítica para essa segurança, então a DATRON é literalmente um salvador de vidas."