Usinagem CNC: Transformando a Produção Militar e de Defesa

Como uma importante fonte de receita de fabricação, as indústrias de defesa e militar dependem de tecnologias muito flexíveis, custo-efetivas e confiáveis. Com gastos globais de defesa esperando crescer a um CAGR de cerca de 3% no período 2019–2023, atingindo US$ 2,1 trilhões até 2023, elas também investem pesadamente em soluções modernas de usinagem em vários setores de seu fluxo de trabalho.

Os requisitos gerais de equipamentos militares podem variar imensamente, mas algumas coisas se aplicam em todos os casos. Em geral, equipamentos de grau militar precisam ser robustos, rígidos e funcionar bem em terrenos hostis. Grande parte do equipamento grande é de metal e requer peças metálicas, mas também há espaço para suprimentos médicos (que devem ser aprovados por autoridades militares, FDA ou quaisquer regulamentações governamentais que possam se aplicar dependendo da região).

Como aplicações de defesa podem cruzar com outras indústrias como comunicação, médica e aeroespacial, etc., isso frequentemente significa que elas usam todas as instalações de usinagem específicas para essas indústrias também. As máquinas frequentemente precisam ser grandes e capazes de processar materiais como ligas e metais duros e duráveis.

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

Aplicações Aeroespaciais

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

Embora máquinas CNC tenham sido usadas em aplicações militares desde sua criação, fresadoras e furadeiras modernas oferecem algo único que a maioria das outras tecnologias de fabricação não pode igualar. A precisão sozinha permite aplicações militares muito mais inovadoras. As peles compostas do F-35, por exemplo, são fresadas e furadas com tolerâncias tão apertadas que a superfície montada do avião evita os desalinhamentos que podem aparecer no radar.

No caso do F-35, os fabricantes usam uma fresadora de cinco eixos com pórtico superior, que fornece ampla potência para suas operações de usinagem de precisão nas peles compostas da aeronave. Ela também gerencia peças complexas de plástico reforçado com fibra de carbono junto com os dispositivos de fixação a vácuo de alumínio que seguram a peça durante a fabricação. Uma única máquina sozinha fura numerosos tipos de peças para todas as seções da aeronave e para o próprio processo de fabricação.

Da mesma forma, a Northrop Grumman é outro contratante de defesa aeroespacial que está achando máquinas CNC a melhor maneira de alcançar seus objetivos. Eles têm uma parceria de longa data com o conglomerado de fabricação de classe mundial Siemens para usar seus sistemas e investiram muito dinheiro no desenvolvimento de novas tecnologias para seu próprio uso. A pesquisa da Northrop Grumman indicou que as principais categorias que uma máquina CNC precisa cumprir (para aplicações de defesa) são design robusto da máquina, repetibilidade da ferramenta de máquina, responsividade da ferramenta de máquina, estabilidade de temperatura ambiental e fundação estável da máquina.

A fábrica da Northrop Grumman em Hawthorne usa duas fresadoras CNC verticais Cincinnati de 5 eixos com pórtico duplo com fixação CNC ajustável para evitar custos de construção e configuração para ferramentas duras. Três camas ajustáveis de novos Fixadores Universais POGO (UHFs) reduzem tempos de configuração em cerca de dois terços em operações de corte e furação em mais de 100 peças diferentes de pele de fuselagem. Esses sistemas são uma parte crucial para acelerar suas operações e trabalham junto com as máquinas NC em seu arsenal.

A General Atomics também tem sido uma entusiasta endossadora da usinagem CNC (entre muitas outras tecnologias) em seu desenvolvimento de aeronaves. Seu trabalho com a aeronave Predator é um grande exemplo. Serve como uma aeronave totalmente composta, colocada à mão em uma de suas instalações de fabricação ao sul de Rancho Bernardo, Califórnia, usando principalmente pré-impregnados de carbono/epóxi, e curada em autoclave. Os materiais pré-impregnados são cortados em uma máquina computadorizada de corte e kitting 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 múltiplos eixos com grandes espaços de trabalho e volumes que podem criar a pele de um míssil em um único fluxo de trabalho. Além da precisão, tais sistemas requerem muito torque para que possam fresar materiais mais duros. Sem dizer, mísseis como o Tomahawk requerem sistemas grandes e pesados que também precisam trabalhar com materiais bastante poderosos, pois essas armas frequentemente precisam suportar viagens navais e até condições submarinas.

Para desenvolver esses, a Raytheon usa um robô FANUC de seis eixos. Isso permite que um único departamento fabrique o míssil de cruzeiro de 20 pés inteiramente por conta própria, com o robô fazendo a maior parte do trabalho pesado. Como se pode imaginar, é uma tarefa perigosa, então ter o mínimo de trabalho manual é um benefício massivo para a empresa. Usar montagem robótica não é apenas mais barato, rápido e preciso, mas também ativamente mais seguro.

Pequenos componentes para mísseis e veículos estão sendo desenvolvidos o tempo todo usando tecnologias de usinagem de múltiplos eixos. Componentes de helicóptero como pratos giratórios e fixos, cubos do rotor principal e cauda e mangas do rotor principal estão sendo desenvolvidos com máquinas CNC nas instalações da Sikorsky, por exemplo.

Até veículos como o Hummer H2 usam múltiplos componentes que são fresados. Um bom exemplo é a grade na frente, usando alumínio e aços de alta tolerância. Estes são muito mais rápidos de fabricar e montar graças às vantagens únicas da usinagem CNC.

Sistemas de Detecção e Tecnologia de Radar

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

O desenvolvimento de radomes e pratos de radar requer formas exclusivamente laboriosas e acabamentos finos. Isso é para que eles possam captar sinais muito minutosos, que seriam necessários para sistemas de detecção de armas. Isso frequentemente significa que os componentes usinados CNC precisam ser lisos e precisamente curvados em todos os sentidos certos.

Mesmo além desses sistemas de detecção, suas carcaças também são usinadas e fresadas. Ter alta resistência se torna especialmente necessário pois eles frequentemente têm que fazer parte de veículos militares que ou vão em altas velocidades ou precisam suportar um grande grau de desgaste. Radares podem consistir de múltiplos metais e ligas, então qualquer máquina CNC lidando com estes tem que trazer um bom nível de versatilidade para a mesa.