Usinagem CNC para Aeroespacial:O Guia Profissional Completo

Em comparação com o movimento no solo, voar é mais difícil e complexo, pois envolve mover-se dentro da atmosfera da Terra. Independentemente do tipo de aeronave, seja para viagens aéreas comerciais, defesa ou aviação espacial, considera-se a durabilidade e eficácia das diferentes peças da aeronave.

Produzir geometrias complexas de peças de aviões com grande precisão exige experiência e aptidão. Em outras palavras, a produção de peças para a indústria aeroespacial não permite erros humanos.

A usinagem CNC aeroespacial envolve o uso de ferramentas e componentes auxiliados por computador para produzir e manter aeronaves e peças espaciais. É um método de fabricação computadorizado que movimenta ferramentas de corte usando código e software pré-programados.

Embora muitas indústrias utilizem CNC para fabricar peças e produtos, a indústria aeroespacial é uma das mais delicadas, com margem zero de erro. Além disso, os fabricantes alcançam os mesmos resultados com máquinas CNC, independentemente da quantidade produzida, seja uma única peça ou milhares de peças.

Quais materiais são usados na usinagem aeroespacial?

A usinagem aeroespacial é um processo adaptável. No entanto, nem todos os metais e plásticos são ideais para a fabricação de peças aeroespaciais. Abaixo estão os materiais usados ​​em peças usinadas aeroespaciais.

Alumínio e ligas de alumínio

O alumínio é um dos metais mais utilizados para usinagem de peças aeroespaciais, principalmente devido à sua alta resistência à tração e leveza. Além disso, o alumínio é muito moldável, o que facilita a usinagem em máquinas CNC.

A liga de alumínio mais popular para usinagem CNC na indústria aeroespacial é o alumínio 7075, cujo principal componente de liga é o zinco. Oferece boa resistência à fadiga. O material tem sido utilizado para produzir diversos componentes de asas, fuselagem e estrutura de suporte.

As ligas de alumínio para aeronaves 4047 (revestimento/enchimento), 6951 (aletas) e 6063 (estrutural) também são usináveis. Portanto, as ligas da série 6000 são normalmente consideradas mais fáceis de usinar do que outras.

Titânio e ligas de titânio

Aeroespacial é o setor que mais emprega liga de titânio em todo o mundo. O metal funciona bem em altas temperaturas, resiste à corrosão e tem uma boa relação resistência-peso. O uso de titânio na fabricação aeroespacial tornou-se comum.

Aeronaves comerciais e militares como o Airbus A380 e Boeing B787 e helicópteros como o F-22, F/A-18 e UH-60 Black Hawk precisam de quantidades significativas deste material para suas diferentes peças. Componentes para fuselagens e motores a jato feitos de titânio incluem discos, pás, eixos e carcaças.

Pode ser mais difícil usinar titânio CNC, pois é mais duro que o alumínio, muitas vezes levando ao desgaste da ferramenta e ao acúmulo de calor, o que pode distorcer o material. Como resultado, a usinagem aeroespacial de titânio precisa funcionar com uma rotação de máquina mais baixa e com uma carga de cavacos maior.

Plásticos de Engenharia

Devido ao seu peso incrivelmente baixo, excelente resistência a impactos e vibrações, capacidade de vedação e resistência química, os plásticos podem ser uma alternativa valiosa aos metais. Além disso, em comparação com os metais, proporcionam melhor isolamento elétrico e são ideais para usinagem CNC de protótipos. PEEK, policarbonato e Ultem são polímeros de alto desempenho usados ​​na usinagem aeroespacial.

Os plásticos de engenharia aeroespacial podem ser usinados em CNC para criar peças de aeronaves, como interiores de cabines, bandejas, almofadas de desgaste, apoios de braços, painéis de instrumentos retroiluminados, componentes de válvulas, carcaças, tubos e isolamento.

Nem todos os plásticos de engenharia são ideais para uso em usinagem CNC aeroespacial, pois os polímeros de aeronaves devem aderir a padrões específicos de toxicidade, fumaça e chamas. Então é um fator crucial.

Benefícios do uso de usinagem CNC para peças aeroespaciais

A usinagem CNC é perfeita para a fabricação de peças de aeronaves devido às suas inúmeras vantagens. Entre suas vantagens estão:

Criar componentes leves

O peso é um fator crucial nas seções de tecnologia que voam. A usinagem CNC pode criar estruturas e componentes com paredes finas a partir de materiais robustos, porém leves, para atender a essa necessidade. Isso o torna ideal para uso na indústria aeroespacial na fabricação de peças e componentes.

Erros mínimos de peças

Peças fabricadas com métodos de fabricação tradicionais/convencionais estão sujeitas a falhas devido a erros dimensionais introduzidos devido ao elemento humano envolvido. No entanto, com a usinagem CNC de precisão, isso dificilmente acontece, pois esse processo de fabricação garante que as peças aeroespaciais cumpram padrões rígidos de tamanho, tolerância e desempenho, garantindo alto desempenho e evitando falhas nas peças.

Alta Precisão e Precisão

A precisão é a marca registrada da usinagem CNC, pois cria peças com alta precisão e consistência. As máquinas CNC têm precisão de alguns micrômetros, com uma pequena margem de erro. O uso da usinagem CNC na indústria aeroespacial garante a produção de peças que se ajustam com precisão às peças da aeronave, evitando assim a falha geral das peças e a conseqüente perda de propriedade.

Consistência e Eficiência

A usinagem CNC aumenta a eficiência da fabricação quando usada na indústria aeroespacial. Este processo é automatizado, aumentando a velocidade de produção e reduzindo o tempo, ao mesmo tempo que garante que as peças produzidas sejam precisas e consistentes. Com esta precisão e consistência, há desperdício mínimo e as peças produzidas raramente precisam ser retrabalhadas devido a imprecisões dimensionais.

Processos de usinagem para CNC aeroespacial

A indústria aeroespacial tem uma grande demanda por peças com extrema precisão, por isso é necessária uma usinagem de precisão aeroespacial. A razão é que a maioria das peças possui designs e geometrias complexas. Existem vários tipos de máquinas CNC, mas para alta precisão, a indústria aeroespacial emprega duas operações principais de máquinas CNC.

Fresagem CNC de precisão

Este é um processo de usinagem multieixos que envolve o uso de uma fresadora para produzir peças. A máquina utilizada para esta produção se move ao longo dos eixos lineares convencionais X, Y e Z e dos eixos rotacionais A e B, permitindo consequentemente a criação de formas e geometrias complexas.

Embora seja possível usar uma fresadora CNC de 3 ou 4 eixos ao usinar peças aeroespaciais, é melhor usar fresadoras CNC de 5 eixos, pois elas podem trabalhar em até 5 direções da peça em uma única operação. Isso ajuda os fabricantes a reduzir erros e prazos de entrega. Além disso, as ferramentas de corte utilizadas nas máquinas CNC de 5 eixos giram em altas velocidades, garantindo exatidão e precisão das peças.

A fresagem CNC facilita a produção precisa de peças aeroespaciais, como trens de pouso, componentes elétricos e transmissões.

Torneamento CNC de precisão

Este procedimento, também conhecido como usinagem subtrativa, envolve a remoção de material para gerar o formato desejado. O processo de produção de torneamento de precisão mantém as barras de material em formato de cunha e gira. Este processo continua até que o material atinja a forma desejada.

O torneamento de precisão CNC é um processo detalhado e complexo para a criação de peças aeroespaciais com formas cilíndricas. É importante ressaltar também que esse processo é altamente preciso, pois o computador controla a velocidade e a posição da ferramenta e do material utilizado.

O torneamento de precisão CNC produz peças aeroespaciais, como parafusos, porcas, roscas, pinos conectores, fixadores e eixos.

Acabamentos de superfície típicos para peças de aeronaves CNC

Embora diferentes acabamentos de superfície estejam disponíveis para peças usinadas aeroespaciais CNC, nem todos são ideais para uso em componentes de aeronaves. A indústria utiliza quatro tipos quando se trata de selecionar entre vários tratamentos de superfície.

Anodização

Este tipo de acabamento superficial envolve a imersão da peça aeroespacial em uma solução eletrolítica, criando consequentemente uma camada uniforme de óxido na superfície da peça. Existem dois tipos de anodização usados ​​em peças aeroespaciais; tipo II e tipo III.

A anodização tipo II forma uma camada decorativa na superfície da peça. Essa camada costuma ser fina, deixando a superfície e a parte aeroespacial suscetíveis à corrosão e abrasão quando expostas. Por outro lado, a anodização tipo III forma uma camada dura mais protetora na superfície da peça.

A anodização do alumínio como acabamento superficial protege as peças aeroespaciais da corrosão e melhora sua resistência.

Passivação

A passivação é um método de pós-processamento frequente usado na usinagem CNC aeroespacial para melhorar a funcionalidade e a qualidade da superfície dos produtos. A superfície da peça pode conter microrugosidades ou impurezas superficiais após o processo de usinagem, o que pode ter um efeito negativo no desempenho da peça ao longo do tempo. No entanto, com a passivação, estes desafios deixam de ser um problema, pois o processo melhora a resistência à corrosão das peças aeroespaciais e reduz a necessidade de manutenção.

Polimento

O polimento é um dos tratamentos de superfície ideais para uso em peças aeroespaciais. É um procedimento simples que usa a ideia de abrasão para tornar qualquer superfície lisa. O processo geralmente começa com a superfície mais grosseira da peça aeroespacial e progride até que um acabamento superficial liso e atraente seja deixado.

Além disso, o polimento pode aumentar a durabilidade de um material aeroespacial. Isso é feito diminuindo a chance de lascar ou rachar. Por outro lado, o polimento de peças aeroespaciais leva muito tempo e pode ser caro.

Revestimento em pó

O acabamento superficial mais típico para peças metálicas aeroespaciais é o revestimento em pó, e sua fama se deve à sua diversidade funcional e durabilidade. As peças aeroespaciais com revestimento em pó são resistentes a arranhões e desbotam com o tempo.

Além disso, esse acabamento superficial oferece uma ampla gama de cores para dar aos fabricantes de peças aeroespaciais maior flexibilidade e melhorar a estética.

Dicas para saber ao usinar peças aeroespaciais

A usinagem de peças aeroespaciais CNC é uma tarefa difícil. No entanto, aqui estão algumas dicas que você deve ter em mente durante o processo ou antes de ir para uma oficina mecânica CNC aeroespacial.

Executar uma simulação

Antes de executar produções reais de peças aeroespaciais, utilize um software de simulação de usinagem CNC para garantir que você obtenha tudo perfeitamente do começo ao fim. Com o software de simulação, você pode visualizar como suas peças aeroespaciais funcionam antes de colocá-las em produção.

Use a máquina e as ferramentas de corte certas

Existem diversas máquinas CNC e ferramentas de corte, mas nem todas são ideais para usinagem de peças aeroespaciais. É por isso que é melhor obter as ferramentas e máquinas certas para o trabalho. Muitas vezes é melhor utilizar moinhos enormes e de alta velocidade criados expressamente para esta tarefa para aumentar a escala do seu equipamento.

Dividir a produção em peças especializadas

Olhar para um produto como uma unidade pode fazer com que pareça assustador, por isso é melhor dividir as linhas de produção. Dependendo das qualidades e componentes do produto, divida o sistema de produção em partes especializadas. Ao escolher o equipamento apropriado para a tarefa em questão, isso ajuda a simplificar a produção de peças aeroespaciais.

Comprometa-se com um design adequado

A fase de design é uma das etapas mais importantes no desenvolvimento do produto. Projetado adequadamente para usinagem pode economizar o tempo necessário para a preparação da peça, aumentando a produtividade, a eficiência e a confiabilidade.

Aplicações de usinagem CNC aeroespacial

O setor aeroespacial tem muitos usos para a usinagem CNC, sendo os seguintes os mais populares.



Conectores elétricos :A usinagem CNC auxilia na produção do sistema elétrico da aeronave, que são componentes vitais. A produção do sistema elétrico da aeronave depende muitas vezes do peso e das restrições de espaço.

Componentes da válvula :Esses pequenos componentes têm aplicações generalizadas no setor aeroespacial, e as válvulas usinadas em CNC garantem a precisão das peças e operações eficazes e seguras.

Componentes de geração de oxigênio :A usinagem CNC auxilia na produção de sistemas de segurança fortes, resistentes à temperatura, leves e geradores de oxigênio.

Eixos :Em aplicações aeronáuticas, os eixos desempenham um papel fundamental na transmissão de potência. A usinagem CNC aprimora a produção de itens resistentes feitos de materiais resistentes ao calor.

Outras aplicações da usinagem CNC aeroespacial incluem peças de cabine, nervuras de asas, componentes de fuselagem, atuadores, controles de movimento, carcaças de motor, componentes de trem de pouso, discos e corpos de filtros.

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Reconhecemos que cada projeto e sua aplicação são diferentes, por isso oferecemos soluções únicas, mas práticas para cada cliente, incluindo serviços de usinagem de precisão e acabamento superficial personalizado. Então, por que esperar? Contate-nos hoje mesmo e vamos começar a criar sua peça usinada aeroespacial de alta qualidade.

Perguntas frequentes

Existe algum requisito especial de acabamento superficial para componentes aeroespaciais de usinagem CNC?

Sim, até certo ponto, a usinagem CNC pode atingir tolerâncias incrivelmente rígidas, permitindo diversas qualidades de superfície frequentemente exigidas para aplicações aeroespaciais.

A precisão é importante na usinagem CNC de peças aeroespaciais?

Um aspecto essencial da produção de peças aeroespaciais é a usinagem de precisão. Esta indústria possui padrões de produção muito elevados e regulamentações de segurança mais rígidas para usinagem CNC de peças de aeronaves.