Lavorazioni CNC per l’industria aerospaziale: Cosa c’è da sapere
L’industria aerospaziale comprende non solo tutto ciò che riguarda l’aviazione e il volo, ma anche le operazioni di volo nello spazio, e fornisce servizi ai settori della difesa privata, commerciale e governativa. Secondo l’Associazione delle Industrie Aerospaziali, solo nel 2019 l’industria ha contribuito con oltre 900 miliardi di dollari all’economia degli Stati Uniti e ha dato lavoro a più di 2 milioni di persone. Nel 2020, tuttavia, il settore ha subito la più grande flessione della sua storia quando il COVID-19 ha avuto un impatto sulla domanda globale di viaggi.
Gli esperti concordano sul fatto che la produzione aerospaziale è di nuovo in ripresa, ma Deloitte riferisce che la ripresa non sarà uniforme tra l’aerospazio commerciale e la difesa; si prevede che la domanda di viaggi non tornerà alla normalità prima del 2024, ma la maggior parte dei governi non ha ridotto i propri budget per la difesa e continua a guidare l’industria. Per entrambi i settori, tuttavia, si prevedono alcuni ritardi nella programmazione e lievi aumenti dei costi a causa dell’instabilità del 2020 e dell’inizio del 2021.
Fortunatamente, i produttori del settore aerospaziale sono desiderosi di soddisfare le richieste di un’industria in ripresa. Ciò che distinguerà i produttori di successo dagli altri sarà il loro approccio alla produzione. Queste aziende dovranno produrre pezzi alla massima velocità per recuperare l’ultimo anno e mezzo di produzione bloccata, massimizzare i margini di profitto eliminando gli errori di produzione e le perdite di tempo e fornire pezzi della massima qualità possibile.
Perché l’industria aerospaziale utilizza la lavorazione CNC?
Sebbene la lavorazione CNC non sia l’unico processo di produzione utilizzato nel settore aerospaziale, potrebbe essere il più utilizzato. La stampa 3D viene spesso utilizzata per componenti leggeri che non sono cruciali per le funzioni del sistema, come le coperture dei sensori in polimero stampate in 3D per i monitor delle radiazioni del Sistema Spaziale Internazionale. Per le parti del motore e altri componenti critici, invece, l’unico modo per ottenere le tolleranze necessarie è la lavorazione CNC. Altrimenti, i pezzi non sarebbero abbastanza precisi per essere sicuri. Oggi ogni settore dell’industria aerospaziale utilizza la lavorazione CNC. Per produrre viti e altri pezzi lunghi e sottili che devono rispettare tolleranze specifiche, molte officine utilizzano la lavorazione svizzera. Per i pezzi complessi con geometrie strane, come i componenti di combustione delle turbine moderne, molte officine utilizzano la lavorazione multiasse. Esistono combinazioni di stampa 3D e lavorazione CNC per ottenere la tolleranza di alcune parti stampate. La lavorazione CNC è quasi universale nel settore aerospaziale, ma le sue applicazioni sono tanto varie quanto i pezzi che crea.
Quali sono i materiali utilizzati?
Un tempo il settore aerospaziale era dominato dall’alluminio a basso costo e a basso peso. Sebbene sia ancora utilizzato oggi, i materiali compositi e le leghe stanno prendendo il loro posto come materiali di produzione preferiti. Per le parti dei motori e altri componenti che possono essere sottoposti a forti sollecitazioni durante il volo sono necessari materiali con pesi inferiori e resistenze alle temperature più elevate. Un moderno motore a combustione magra può raggiungere i 3.800°F (2.100°C) e deve essere realizzato con materiali in grado di resistere. Le leghe resistenti al calore, spesso nichel e titanio, stanno diventando sempre più comuni, così come i compositi non metallici come la ceramica. Tuttavia, questi materiali sono più difficili da lavorare rispetto all’alluminio e richiedono un software CAM avanzato per garantire una lavorazione sicura.
La lavorazione a 5 assi nell’industria aerospaziale
I componenti aerospaziali sono spesso molto complessi. La maggior parte di essi presenta geometrie strane che richiedono approcci difficili e soluzioni sofisticate per la tenuta del lavoro. Nessuno di essi, in nessun caso, può guastarsi durante l’uso, ma spesso sono realizzati con materiali frangibili o difficili da lavorare. Molti di essi sono relativamente grandi e richiedono macchine con enormi spazi di lavoro. Il modo migliore per risolvere questi problemi è utilizzare la lavorazione multiasse, in particolare quella a 5 assi. Qualsiasi officina aerospaziale moderna e competitiva utilizzerà la lavorazione a 5 assi per produrre pezzi che soddisfino i requisiti di tolleranza e programmazione dei clienti.
Capacità di lavorazione CNC aerospaziale Mastercam
La lavorazione a 5 assi e la produzione aerospaziale in generale comportano un certo livello di rischio. Man mano che i pezzi diventano più complessi, aumentano anche le possibilità di errore. Con cinque assi diversi, ad esempio, ci sono più possibilità che le macchine si auto-interferiscano. È qui che entra in gioco un sistema CAD/CAM capace. Il software CAD/CAM Mastercam offre soluzioni complete e specifiche per l’industria aerospaziale, come percorsi utensile efficienti che si adattano a forgiati e fusioni, taglio, rifilatura e foratura a 5 assi semplificati, percorsi utensile intelligenti che mirano in modo efficiente alle aree non tagliate e movimenti specializzati per prolungare la durata degli utensili e ridurre i tempi di taglio. Il software si integra perfettamente anche con soluzioni di terze parti che aiutano la progettazione e la tracciabilità dei processi.
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