Obráběcí řešení pro letectví a kosmonautiku

Po celá desetiletí čelilo odvětví komerčního letectví a kosmonautiky všeobecnému trendu a vykazovalo nadprůměrný růst, který byl podporován neustálým zvyšováním poptávky po letech a výjimečně rychlým cyklem výměny leteckého parku. Výzkum společnosti Deloitte uvádí, že velká meziroční zvýšení celkových osobových kilometrů podporují dosud nevídanou úroveň výroby letadel. Ta byla v roce 2015 přibližně dvojnásobná ve srovnání se stavem před 10 lety.

To klade mimořádné požadavky na řetězec dodávající do odvětví letectví a kosmonautiky. Důsledkem je, že v posledních letech se stále více a více dodavatelů na různých úrovních rozhodlo zavřít své dílny se starými stroji a dát důvěru subdodavatelům, kteří jsou vybaveni kvalitními stroji, aby tak dokázali vyhovět stále vyšším požadavkům v oboru.

Společnosti zapojené do výroby součástí pro letectví a kosmonautiku čelí obrovskému množství výzev, od obrábění konstrukčních dílů, jako jsoučásti křídel a výztuhy, přes součásti motoru, až po systémy přistávacích podvozků. Kromě toho se obrábí široká škála kovů a slitin, od titanu po hliník.

Rozličné výzvy z oblasti obrábění stojí bezesporu za analyzování, neboť je nutné identifikovat problémy, kterým toto odvětví čelí, a zdůraznit některá potenciální strojní řešení.

Konstrukční díly, jako jsou trupy, křídla a výztuhy, vyžadují specifické obráběcí charakteristiky, zejména schopnost tvarového frézování velkých obrobků. Pětiosé horizontální obráběcí centrum Vortex Horizontal Profiler (HP) 160 je vybaveno vodorovným vřetenem a velkým svisle orientovaným pracovním stolem s maximální nosností 3 000 kg. Je tedy ideálním řešením pro konstrukční díly. Speciální skříňová konstrukce stroje v sobě spojuje jeho základnu, stojan a stůl, aby byl zajištěn konzistentní, vysoce tuhý obráběcí výkon poskytovaný hlavním vřetenem s otáčkami 26 000 min-1 či volitelně 30 000 min^-1.

Pro subdodavatelské výrobce konstrukčních dílů je životně důležité přesné a efektivní obrábění velkých tenkostěnných dílů a jedním z nejoblíbenějších strojů pro tento typ práce je vertikální obráběcí centrum VTC-800/30SDR. Tento stroj se vyznačuje vřetenem s kuželem 40 nebo HSK-A63 s otáčkami 18 000 min^-1, výkyvnou hlavou vřetena (osa B) a stojanem plně posuvné konstrukce se dvěma synchronizovanými otočnými NC stoly vzdálenými od sebe 3 690 mm. Stroj podporuje velký přípravek s poloměrem průchodu 820 mm, který zajišťuje efektivní řešení obrábění konstrukčních dílů pro letectví a kosmonautiku o délce až 3 000 mm.

Velké objemy třísek, které v důsledku tohoto typu obrábění vznikají, jsou efektivně odváděny z pracovního prostoru kombinací žebrové konstrukce lože se zabudovaným oplachem chladiva, pokrývajícím celou délku osy X. Tyto charakteristiky pokročilého řešení odvodu třísek jsou dále doplněny velkoobjemovou nádrží chladiva a speciálním dopravníkovým systémem, který umožňuje dlouhodobé a nepřerušované obrábění.

Obráběcí centrum VTC-800/30SDR je navíc k dispozici volitelně s CNC řídicím systémem Mazatrol Matrix 2 nebo Siemens Sinumerik 840D sl, což poskytuje další možnosti pro zákazníky, kteří mají ve svých výrobních zařízeních standardně zavedené řídicí systémy Siemens.

Schopnost obrábět složité geometrické povrchy s vysokým stupněm přesnosti je pro odvětví letectví a kosmonautiky velmi důležitá. Proto mnoho dodavatelů v tomto odvětví volí stroj Variaxis řady i, který nabízí plně simultánní pětiosé obrábění spolu s různými možnostmi vřeten tak, aby byl stroj vhodný pro více aplikací.

Stroj Variaxis i-1050T například kombinuje možnost pětiosého frézování a soustružení při jednom nastavení pro velké součásti do maximálního průměru 1 250 mm a výšky 900 mm, což z něj činí ideální stroj pro obrábění součástí motorů. Výkon je zajišťován frézovacím vřetenem s kuželem č. 50, otáčkami 10 000 min^-1 a výkonem 37 kW a vysoce tuhým otočným stolem, který využívá motor s přímým pohonem a otáčkami 500 min-1 a je zabudován do plně oboustranně podepřeného stolu pro zabezpečení maximální stability. Navíc může být toto frézovací vřeteno volitelně dále specifikováno. Například s otáčkami 5 000 min^-1 s vysokým krouticím momentem pro těžce obrobitelné materiály nebo s otáčkami 15 000 min^-1 pro požadavky vysokorychlostního obrábění.

Rozsah obrábění, jež ovlivňuje velikost součásti, která může být obráběna, je pro odvětví letectví a kosmonautiky také důležitým faktorem. Stroj Integrex řady e-V, který je v odvětví letectví a kosmonautiky velmi oblíbený, se vyznačuje schopností provádět několik operací současně, a to včetně pětiosého tvarového obrábění s možností obrábění velkých obrobků. Například stroj Integrex e-1600V/10 může obrábět obrobky maximálního průměru 2 050 mm a do výšky až 1 600 mm, zatímco vysoce tuhá konstrukce základny spolu s dvojitým stojanem umožňuje vřetenu dosáhnout až 540 mm mimo osu. To činí ze stroje Integrex e-1600V/10S ideální volbu pro vysoce přesné požadavky součástí v odvětví letectví a kosmonautiky, jako jsou skříně motorů a ventilátorů.

Schopnost obrábět velké těžké obrobky sdílí také svislé stroje pro současné provádění více operací řady Integrex i-V. Například stroj Integrex i-630V/6S je vybaven jedním stolem, který poskytuje rozsáhlé schopnosti obrábění průměru až 1 250 mm a výšky až 1 400 mm s maximální nosností 1 750 kg. To umožňuje stroji obrábět velké součásti, jako jsou kotouče oběžného kola turbíny, skříně ventilátorů a výztuže.

Integrex i-630V/6 – multifunkční pětiosé obráběcí centrum s opcí soustružení

Složité obrobky, například akční členy, lopatky turbín a bloky hydraulických ventilů, vyžadují rozličné obráběcí disciplíny, které mohou vést k úzkým místům ve výrobě. Stroj řady Integrex i se schopností Done-in-One (vše najednou) včetně pětiosého současného obrábění může dramaticky snížit počet operací a tím i výrobní dodací lhůty při výrazně nižších výrobních nákladech. Stroj řady Integrex i s délkami lože od jednoho metru do 2,5 metru nabízí pružnou konfiguraci podle požadavků příslušné oblasti použití. Stroj má výkonné hlavní a druhé soustružnické vřeteno, koník, spodní revolverovou hlavu a plně konturovací osu B. Obsahuje buď vysoce výkonné frézovací vřeteno s otáčkami 12 000 min-1, nebo vysokorychlostní frézovací vřeteno 20 000 min-1, což z něj činí ideální stroj pro obrábění složitých obrobků.

Kombinace výkonných soustružnických schopností s frézováním je pro odvětví letectví a kosmonautiky velmi důležitá, zejména pro velké obrobky. Stroj řady Integrex e-H pro provádění více operací najednou kombinuje schopnosti soustružnického centra s výkonným frézováním a plným pětiosým obráběním, což z něj činí oblíbenou volbu pro toto odvětví. Stroj řady Integrex e-670H s výjimečně velkým oběžným průměrem 1 050 mm a délkami lože až šest metrů obsahuje výkonné frézovací vřeteno s otáčkami 10 000 min-1 a výkonem 37 kW s plně konturovací osou B. Možnosti obrábění jsou dále rozšířeny plně automatickým NC koníkem a pevnou lunetou pro podepření dlouhých hřídelových součástí, zatímco zásobník pro ukládání dlouhých vyvrtávacích tyčí poskytuje řešení pro obrábění hlubokých otvorů, což z něj činí stroj ideálně vhodný pro splnění náročných požadavků velkých aplikací, jako jsou například vzpěry podvozků.

V oblasti letectví a kosmonautiky existuje velká škála různých výrobků. To vylučuje použití jednoho stroje pro všechny velikosti. Mezi obráběním výztuh a obráběním převodů nebo zpětných klapek jsou velké rozdíly, je tedy nutné použít různá výrobní řešení. Naším doporučením je spojit se s dodavatelem, který může nabídnout řadu strojů a aplikační podporu a který vám umožní vybrat si to nejlepší obráběcí řešení.

Yamazaki Mazak

Dr. Damien Cleugh

igeistova@mazak-ce.cz

https://www.mazakeu.cz/