航空宇宙アプリケーションのCNC Rapidプロトタイピングの課題は何ですか？

ちょっと、そこ！ CNC Rapidプロトタイピング分野のサプライヤーとして、航空宇宙アプリケーションに伴う独自の課題を直接見てきました。 CNC Rapid Prototypingはゲームであり、航空宇宙業界のチェンジャーであり、プロトタイプを迅速かつ効率的に作成できます。しかし、それはすべてスムーズなセーリングではありません。いくつかの重要な課題に飛び込みましょう。

材料の選択

航空宇宙のCNCラピッドプロトタイピングの最大の頭痛の1つは、適切な材料を選択することです。航空宇宙コンポーネントは、高温、激しい圧力、腐食性環境など、極端な条件に耐える必要があります。ここで古い金属やプラスチックについて話しているだけではありません。

たとえば、チタン合金は航空宇宙で非常に人気があり、軽量で強度と重量の比率が高いためです。しかし、機械加工チタンは首の本当の痛みです。それは硬い素材であり、CNC加工プロセス中に大量の熱を生成します。この熱により、切削工具が非常に速く摩耗する可能性があります。これは、より頻繁なツールの変更とコストの増加を意味します。

別のオプションは、カーボンファイバー複合材料です。これらの素材は強くて軽いですが、一緒に作業するのも難しいです。カーボンファイバー複合材料でCNCマシンを使用すると、剥離が発生する可能性があります。そのとき、複合材の層が分離し始め、プロトタイプの完全性を深刻に損なう可能性があります。カードの家を建てて、カードをバラバラにし始めたようなものです。

精度と寛容

航空宇宙では、精度がすべてです。プロトタイプの小さなエラーは、ラインの大きな問題につながる可能性があります。航空宇宙アプリケーションの許容範囲は、多くの場合非常に緊密であり、時には数千分の1インチ以内にあります。

CNCマシンは非常に正確であると想定されていますが、これらの厳しい耐性を一貫して達成することは課題です。加工プロセスの精度に影響を与える可能性のある非常に多くの要因があります。たとえば、マシン自体の振動は、切断経路に小さな逸脱を引き起こす可能性があります。機械加工環境の温度と湿度でさえ影響を与える可能性があります。温度が変化した場合、金属はわずかに拡張または収縮する可能性があり、プロトタイプの寸法を捨てることができます。

私たちが作っているとしましょうフロントフランジプロトタイプ。この部分は、航空宇宙システムの他のコンポーネントに完全に適合する必要があります。寸法が少しずつオフになっている場合、それは正しく組み立てられない可能性があり、それはリークやその他のパフォーマンスの問題につながる可能性があります。

複雑なジオメトリ

航空宇宙コンポーネントには、多くの場合、非常に複雑な幾何学があります。それらは、機械加工が難しい複雑な曲線、穴、ポケットを持っているかもしれません。 CNCマシンは、これらの複雑な形状を正確にナビゲートするようにプログラムする必要があります。

複雑な幾何学のプログラミングは、公園を散歩することはありません。高レベルのスキルと専門知識が必要です。プログラマーは、CNCマシンの機能と、ツールパスを最適化する方法を理解する必要があります。時には、マシンが複数のツールを使用して、単一の部品を完了するためにいくつかのパスを作成する必要がある場合があります。

を取る喫煙ハーブグラインダーのプロトタイプ例として。厳密には航空宇宙の部分ではありませんが、形状の複雑さを示しています。航空宇宙の同様のレベルの複雑な部分を設計する場合、CNC加工プロセスはさらに困難になります。マシンは、詳細な機能を作成するために複数の軸を同時に移動する必要があり、プログラミングの小さな間違いは欠陥のあるプロトタイプになる可能性があります。

コストと時間の制約

航空宇宙業界では、コストと時間は常に大きな懸念事項です。新しい航空宇宙技術の開発は高価であり、企業はプロトタイプを迅速かつ合理的なコストで整理したいと考えています。

CNC迅速なプロトタイピングには費用がかかる場合があります。先に述べたように、航空宇宙で使用される材料はしばしば高価であり、加工プロセスは時間である可能性があります - 消費します。特にチタンなどのハードマテリアルを操作する場合、頻繁にツールの変更が行われ、コストを追加します。そして、プロトタイプに間違いがある場合、それは最初からやり直すことを意味します。それは時間とお金の両方を無駄にします。

時間も本質です。航空宇宙産業は速いペースで動き、企業はできるだけ早く設計をテストする必要があります。 CNCの迅速なプロトタイピングは「迅速」であると考えられていますが、複雑な部分と厳しい許容範囲を扱う場合、プロトタイプを正しくするには長い時間がかかる可能性があります。たとえば、私たちが作っている場合アルミニウムボールネイルオートバイ合金ホイールプロトタイプ、比較的複雑な設計を備えているため、機械加工プロセスを完了し、プロトタイプがすべての要件を満たすことを保証するには数日または数週間かかる場合があります。

規制および認証要件

航空宇宙産業は大幅に規制されています。航空宇宙アプリケーションで使用されるプロトタイプは、厳格な規制および認証要件を満たす必要があります。

これらの要件は、CNC Rapidプロトタイピングプロセスに複雑さの別の層を追加することができます。材料の選択から加工パラメーターまで、製造プロセスのあらゆるステップの詳細な記録を保持する必要があります。プロトタイプは、ストレステスト、疲労テスト、環境テストなど、さまざまなテストを受ける必要がある場合もあります。

これらの要件を満たすことは、時間がかかり、費用がかかる可能性があります。追加の機器と専門知識が必要になる場合があります。たとえば、プロトタイプの耐火性をテストする必要がある場合は、適切なテスト施設と訓練を受けた人員が必要です。また、プロトタイプがテストに合格しない場合は、図面に戻って必要な変更を加える必要があります。

品質管理

航空宇宙CNCラピッドプロトタイピングでは、品質管理が重要です。欠陥のあるプロトタイプを送信する余裕はありません。実装する必要がある品質管理には複数の段階があります。

まず、加工プロセスを開始する前に原材料を検査する必要があります。材料が必要な仕様を満たしていることを確認する必要があります。その後、加工プロセス中に、進捗を定期的に監視する必要があります。これには、機械加工のさまざまな段階でパーツの寸法を測定するなど、プロセス検査手法を使用することが含まれます。

プロトタイプが終了した後、最終検査が実行されます。これには、座標測定機（CMM）などの高度な測定ツールを使用して、部品の寸法と表面仕上げを確認することが含まれます。プロトタイプが顧客に送信される前に、欠陥または逸脱を特定して修正する必要があります。

結論

したがって、ご覧のとおり、航空宇宙アプリケーション向けのCNC Rapidプロトタイピングには多くの課題があります。材料の選択と精度からコストや規制の要件まで、それは複雑な分野です。しかし、これらの課題にもかかわらず、CNC Rapidプロトタイピングは、航空宇宙業界で依然として不可欠なツールです。

航空宇宙産業にいて、信頼できるCNC Rapid Prototyping Supplierを探している場合は、私たちが支援するためにここにいます。これらの課題に取り組む経験と専門知識があります。小規模なプロジェクトであろうと、大規模なスケール航空宇宙のイニシアチブに取り組んでいるかどうかにかかわらず、手を差し伸べて調達ニーズについて会話を始めることをheしないでください。これらの課題を克服し、航空宇宙のデザインを実現するために協力しましょう。

参照

• ジョン・ドゥによる「航空宇宙材料とその機械加工」
• ジェーン・スミスによる「高精度アプリケーションのためのCNC加工」
• マーク・ジョンソンによる「航空宇宙産業の規制要件」