Tapauksen tausta ja tuotteen ominaisuudet
Käsittelyobjekti: kiinteä terärenkaan tarkistusosa (lentokoneen moottorin ydinkomponentti)
Materiaalin ominaisuudet:
• Titaani-alumiiniseos (tiheys 4,5 g/cm³, kovuus HRC49,4-53)
• Mitat 100×78×30mm tarkkuusrakenne
Prosessin vaatimukset:
Suljettu teräallas ja terän selkäkäsittely (tilakaarevuuden muutos jopa 120 astetta)
Profiili Enintään 0,06 mm (vastaa hiusten tarkkuutta)
Pinnan karheus Ra Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,4 μm (peilitason standardi)
Teollisuuden jalostuskipupisteiden analyysi
Ilmailu- ja avaruusalalla on tällä hetkellä kolme suurta teknistä pullonkaulaa:
Materiaalin käsittelyn vaikeudet
• Titaanialumiinilejeeringin vetolujuus saavuttaa 980 MPa
• Perinteinen työkalujen kulumisnopeus ylittää tavanomaiset materiaalit 3 kertaa (tietolähde: ASM Metal Handbook)
Tarkkuusohjauksen ongelmat
• Etu- ja takatyöstötyökalun liitäntävirheen on oltava<0.02mm
• Monimutkaisen pintakäsittelyn lämpömuodonmuutos saavuttaa 0,15 mm (International Aviation Manufacturing Conference 2023)
Työkappaleen luotettavuushaasteita
• Perinteisen koneistuspinnan jäännösjännitysarvo vaihtelee ±200 MPa
• Ero moottorin osien väsymisiässä on jopa 30
BISHENratkaisut tekniset innovaatiot
BISHENin kehittämillä kolme-yhdessä-ultraäänityöstökoneilla on viisi suurta teknologista läpimurtoa vastauksena ilmailun -titaani-alumiiniseosten tarkkuustyöstötarpeisiin:
Yhdistelmätyöstöalusta
• Viiden{0}}akselin kytkentäkoneistuskeskus integroitu ultraäänivärähtelymoduuliin
• Monikäyttöinen sinivalkoinen pystysuora rakenne{0}} mukautuu valaisimien eri spesifikaatioihin
Matala-lämpöinen leikkausjärjestelmä
• Ylikriittinen CO2-jäähdytystekniikka (-78 asteen vakiolämpötilan säätö)
• Minimimääräinen voitelujärjestelmä (MQL) vähentää kitkahäviötä 31 %
Työkalujen parannusratkaisu
• Ultraääni sisäinen jäähdytys kutistekahva lisää jäykkyyttä 30 %
• Nano{0}}pinnoitustyökalun käyttöikä pidentää 2,8 kertaa
Ratkaisujen toteutusvaikutusten vertailu
Parempi koneistustehokkuus
Perinteinen ratkaisu: yhden työkalun käsittely 4 uraa aiheuttaa lohkeilua
BISHEN ratkaisu: 12 uran jatkuva käsittely säilyttää normaalin kulumisen
Pintalaadun harppaus
• Jäännöspuristusjännitys kasvoi 24 % (jopa -850 MPa)
• Väsymislujuus parani 40 % (penkkitestitiedot)
Palvelun suorituskyvyn läpimurto
• Käyttöikä korkeissa lämpötiloissa pidennetty 35 %
• Jännityskorroosion halkeiluriski pienenee 60 %
