בגל המחקר והפיתוח של הדור השישי של-מטוסים, חומרים מרוכבים מטריצות קרמיות (CMC) הפכו לאפשרות הליבה של מערכות הגנה תרמיות בעלות חוזק דומה למתכת וצפיפות של 2.3g/cm³ בלבד. עם זאת, בשל איסור העיבוד על השימוש בנוזלי חיתוך, 85% מיצרניות התעופה בעולם חוו ירידה בתפוקה בייצור המוני. מאמר זה מנתח את נתיב פריצת הדרך בתהליך בתנאי עבודה מיוחדים באמצעות עיבוד אמפירי של כנף זנב של מטוס היפרסוני.
עיבוד מוצרים
חוֹמֶר: חומרי מטריצה קרמיים (CMC)
תכונות עיבוד: כרסום מישור-בדיוק גבוה (סובלנות ממדית ±0.005 מ"מ)
אזורי יישום: חלקי מבנה חדשים של מטוס-בטמפרטורה גבוהה, רכיבי בידוד של מערכת הנעה
עיבוד רקע ונקודות כאב בתעשייה
תכונות וצרכים של חומר
חומרים מרוכבים מטריצות קרמיות הפכו לחומר הליבה לפיתוח של מטוסים מהדור השישי- בשל הצפיפות הנמוכה שלהם (2.3 גרם/ס"מ³), ההתנגדות לטמפרטורה גבוהה (~1600 מעלות ) ומקדם ההתפשטות התרמית כמעט אפס. עם זאת, דרישות העיבוד שלו מחמירות ביותר:
אין שמן על פני השטח (נוזל חיתוך אסור)
הימנע ממיקרו סדקים (<5μm level defect control)
יעילות העיבוד חייבת לעמוד בתקני ייצור המוני תעופה
צווארי בקבוק בתהליך המסורתי
דילמת חיתוך יבש: חיי הכלי הם רק 2-3 שעות, עיבוד של חלק אחד לוקח יותר מ-8 שעות
זיהום כתמים: מתח מכני גורם לדלמינציה של הקצוות, גובה כתמים > 50 מיקרומטר
עלות מחוץ לשליטה: התעריף המוסמך הוא פחות מ-40%, עלות העיבוד מחדש מהווה יותר מ-60% מהעלות הכוללת
בישןפִּתָרוֹן
שילוב טכנולוגיה
1. מערכת חריטה ירוקה וטחינה רב תכליתית- קולית
כלי רטט בתדר גבוה-20kHz, כוח חיתוך צירי מופחת ב-43%
קירור CO ₂ על קריטי משולב (-78 מעלות הסרת אבק בטמפרטורה נמוכה)
2.אופטימיזציה של פרמטרי תהליך
אסטרטגיית חיתוך שכבתית (0.5 מיקרומטר לשכבה)
התאמת מהירות הזנה אדפטיבית (התאמה דינמית של 50-200 מ"מ/דקה)
אפקט יישום
ערך יישום בתעשייה
פתרון זה עבר את אימות התהליך של Aviation Industry Corporation of China ויושם בהצלחה לייצור המוני של סנפירי זנב CMC של סוג מסוים של מטוסים היפרסוניים:
יציבות ייצור המוני: עיבוד רציף של 200 חתיכות עם תנודות בגודל<±3μm
אופטימיזציה של עלויות: עלות עיבוד מקיפה מופחתת ב-62% (כולל צריכת כלי ואנרגיה)
יתרונות סביבתיים: אפס נוזל חיתוך לאורך התהליך, פליטת פחמן מופחתת ב-89%
אוֹדוֹתבישן
דיוק BISHENמתמחה בעיבוד שבבי מדויק של חומרים מרוכבים בדרגה-תעופה. יש לו סדנה לייצור טמפרטורה ולחות קבועה בגודל 7,500-מ"ר-, המתמקדת בתחומי מפתח כגון רכיבי קצה חמים של מטוסים וטבעות איטום מנועים רקטיים, ומספקת שירותי עיבוד חד-פעמיים מעיבוד ריק ועד אספקת מוצר מוגמר.
בהתבסס על יכולת ההתאמה האישית של מכונות מיוחדות לחומרים קשים במיוחד, החברה משלבת עיבוד של חמישה-צירים, חיתוך רטט קולי וטכנולוגיית קירור CO₂ סופר-קריטית. בעיבוד של חומרים מרוכבים מטריצות קרמיות מחוזקות בסיבי סיליקון קרביד (CMC), יציבות התהליך אומתה כפול- על ידי אישור תהליך מיוחד של NADCAP ומערכת איכות ISO9001.
