Casos de uso de usinagem CNC nas indústrias militar e de defesa

Como uma importante fonte de receita de fabricação, as indústrias de defesa e militar contam com algumas tecnologias muito flexíveis, econômicas e confiáveis. Com a expectativa de que os gastos globais com defesa cresçam a um CAGR de cerca de 3% no período de 2019 a 2023, atingindo US$ 2,1 trilhões até 2023, eles também investem pesadamente em soluções de usinagem modernas em vários setores diferentes de seu fluxo de trabalho.

Os requisitos gerais do equipamento militar podem variar imensamente, mas algumas coisas se aplicam a todos. Em geral, os equipamentos de nível militar precisam ser robustos, rígidos e funcionar bem em terrenos acidentados. Muitos dos equipamentos grandes são de metal e requerem peças metálicas, mas também há um local para suprimentos médicos (que devem ser aprovados por autoridades militares, FDA ou quaisquer regulamentos governamentais aplicáveis, dependendo da região).

Como os aplicativos de defesa podem cruzar com outros setores, como comunicação, médico e aeroespacial, etc., isso geralmente significa que eles também usam todas as instalações de usinagem específicas para esses setores. As máquinas geralmente precisam ser grandes e capazes de processar materiais como ligas e metais duros e duráveis.

Aqui estão apenas algumas das maneiras pelas quais a indústria de defesa implementa máquinas CNC e como elas trazem algo único para a mesa:

Aplicações aeroespaciais

Um dos principais usuários de tecnologias de fabricação CNC é a Lockheed Martin. A Lockheed Martin não é apenas o maior nome na fabricação de defesa, mas também é a terceira maior empresa aeroespacial do mundo, atrás da Boeing e da Airbus. No entanto, a empresa tem necessidades ligeiramente diferentes das outras duas, pois tem um foco muito maior na defesa. É aqui que entram as tecnologias de usinagem de precisão, proporcionando maior precisão da peça, confiabilidade do processo e economia de custos.

Embora as máquinas CNC tenham sido usadas em aplicações militares desde o início, as fresadoras e furadeiras modernas oferecem algo único que a maioria das outras tecnologias de fabricação não consegue igualar. A precisão por si só permite aplicações militares muito mais inovadoras. Os revestimentos compostos do F35, por exemplo, são fresados ​​e perfurados com tolerâncias tão estreitas que a superfície montada do avião evita as incompatibilidades que podem aparecer em um radar.

No caso do F-35, os fabricantes usam uma fresadora de cinco eixos com um pórtico suspenso, que fornece ampla potência para suas operações de usinagem de precisão nos revestimentos compostos das aeronaves. Ele também gerencia peças complexas de plástico reforçado com fibra de carbono, juntamente com os acessórios de vácuo de alumínio que seguram a peça durante a fabricação. Uma única máquina perfura vários tipos de peças para todas as seções da aeronave e para o próprio processo de fabricação.

Da mesma forma, a Northrop Grumman é outra empreiteira de defesa aeroespacial que está descobrindo que as máquinas CNC são a melhor maneira de atingir seus objetivos. Eles têm uma parceria de longa data com o conglomerado de manufatura de classe mundial Siemens para usar seus sistemas e investiram muito dinheiro no desenvolvimento de novas tecnologias para uso próprio. A pesquisa da Northrop Grumman indicou que as principais categorias que uma máquina CNC precisa atender (para aplicações de defesa) são o design robusto da máquina, a repetibilidade da máquina-ferramenta, a capacidade de resposta da máquina-ferramenta, a estabilidade da temperatura ambiental e a base estável da máquina.

A fábrica de Hawthorne da Northrop Grumman usa roteadores CNC verticais Cincinnati de dois pórticos e 5 eixos com fixação CNC ajustável para contornar os custos de construção e configuração para ferramentas rígidas. Três leitos ajustáveis ​​de novos dispositivos de fixação universais POGO (UHFs) reduzem os tempos de configuração em cerca de dois terços nas operações de corte e perfuração em mais de 100 partes diferentes da pele da fuselagem. Esses sistemas são uma parte crucial para acelerar suas operações e trabalham ao lado das máquinas NC em seu arsenal.

A General Atomics também endossou entusiasticamente a usinagem CNC (entre muitas outras tecnologias) no desenvolvimento de suas aeronaves. O trabalho deles com a nave Predator é um ótimo exemplo. Ele serve como uma aeronave totalmente composta colocada manualmente em uma de suas instalações de fabricação ao sul de Rancho Bernardo, Califórnia, usando principalmente pré-impregnados de carbono/epóxi e curado em autoclave. Os materiais pré-impregnados são cortados em uma máquina de corte e montagem computadorizada e o corte do núcleo é feito em uma máquina de corte CNC de 5 eixos.

Desenvolvimento de armas

Máquinas CNC de 4 eixos foram usadas para desenvolver mísseis Tomahawk desde a guerra do Golfo. Essa tendência só se aprofundou à medida que a tecnologia avança, trazendo máquinas de vários eixos com grandes áreas de trabalho e volumes que podem criar a pele de um míssil em um fluxo de trabalho. Além da precisão, esses sistemas exigem muito torque para que possam fresar materiais mais resistentes. Escusado será dizer que mísseis como o Tomahawk exigem sistemas grandes e pesados ​​que também precisam trabalhar com alguns materiais bastante poderosos, pois essas armas geralmente precisam suportar viagens de navios e até condições submarinas.

Para desenvolvê-los, a Raytheon usa um robô FANUC de seis eixos. Isso permite que um único departamento fabrique todo o míssil de cruzeiro de 20 pés sozinho, com o robô fazendo a maior parte do trabalho pesado. Como se pode imaginar, é uma tarefa perigosa, portanto, ter tão pouco trabalho manual é um grande benefício para a empresa. Usar a montagem de robôs é, portanto, não apenas mais barato, mais rápido e mais preciso, mas também ativamente mais seguro.

Pequenos componentes para mísseis e veículos estão sendo desenvolvidos o tempo todo usando tecnologias de usinagem multieixo. Componentes de helicópteros como swashplates rotativos e estacionários, cubos do rotor principal e de cauda e mangas do rotor principal estão sendo desenvolvidos com máquinas CNC nas instalações da Sikorsky, por exemplo.

Mesmo veículos como o Hummer H2 usam vários componentes que são fresados. Um bom exemplo é a grade frontal, que utiliza alumínio e aços de alta tolerância. Estes são muito mais rápidos de fazer e montar graças às vantagens exclusivas da usinagem CNC.

Sistemas de detecção e tecnologia de radar

Sistemas de detecção e dispositivos de comunicação são sempre necessários para instalações militares e de defesa. Como tal, fornecê-los e mantê-los sempre foi a missão das mais recentes tecnologias de fabricação. Esta é outra área em que a usinagem CNC pode se destacar quando usada como baluarte para as necessidades operacionais dos militares.

O desenvolvimento de radome e antena parabólica requer formas excepcionalmente laboriosas e acabamentos finos. Isso é para que eles possam captar sinais muito minuciosos, que seriam necessários para sistemas de detecção de armas. Isso geralmente significa que os componentes usinados em CNC precisam ser suaves e curvados com precisão de todas as maneiras corretas.

Além desses sistemas de detecção, suas carcaças também são usinadas e fresadas. Ter alta resistência torna-se especialmente necessário, pois muitas vezes eles precisam fazer parte de veículos militares que vão em altas velocidades ou precisam suportar um grande grau de desgaste. Os radares podem consistir em vários metais e ligas, portanto, qualquer máquina CNC que os manuseie deve trazer bastante versatilidade à mesa.