Szkielety Aluminiowe
Typowe Komponenty:
Żebra, Belki, Pokrywy, Poszycia
Materiał:
Aluminium serii 2000, Aluminium serii 7000, Glinek Litu
Ekspercka Wiedza Metalurgiczna o Aluminium:
Podczas gdy czyste aluminium ma niski ciężar własny, dobrą odporność na korozję, wyjątkową przewodność cieplną i elektryczną, jest zbyt słabe i ciągliwe samo w sobie. Najczęściej używanymi stopami aluminium w budowie konstrukcji szkieletów lotniczych są serie 2000 oraz 7000.
Stopy aluminium serii 2000
Zawierają 1,9-6,8% miedzi oraz często manganu, magnezu oraz cynku. Używane są w procesach odkuwania, wyciskania oraz budowy cystern do przewozu ciekłego gazu w transporcie publicznym jak również samolotów ponaddźwiękowych. Stopy te mają mniejszą propagację pęknięć i dlatego mają większą wytrzymałość zmęczeniową niż stopy serii 7000.Ponadto używane są do poszyć skrzydeł i kadłubów. Powszechnie używane stopy serii 2000 to 2224, 2324, 2524. Stopy te często są platerowane czystym aluminium 99,34% dla zwiększenia odporności na korozję.
Stopy aluminium serii 7000
Połączenia Al-Zn-Mg daje większy potencjał we wtrąceniach utwardzających, tak więc miedź jest często dodawana dla podwyższenia odporności na korozję pęknięć (ze skutkiem ubocznym zmniejszonej spawalności). Odporność na korozję pęknięć spada wraz z obniżeniem proporcji zawartości Zn:Mg.
Glinek Litu
Przemysłowe stopy aluminiowo-litowe charakteryzują się niską gęstością, wysokie moduły właściwe, wyśmienitą wytrzymałością zmęczeniową oraz wysoką ciągłością w niskich temperaturach.
Połączenie Li z Al. Redukuje gęstość o 3% i zwiększa moduł elastyczności o 6%. W kontraście do nowych materiałów, takich jak kompozyty wzmacniane włóknem, niska gęstość stopów aluminium nie wymaga dużych nakładów inwestycyjnych od producenta.
Trendy w przemyśle:
"Użycie aluminium w przemyśle lotniczym reprezentuje ponad 50% wszystkich materiałów i utrzymuje się na stałym poziomie."
Samoloty nowych generacji mają konstrukcję hybrydową, kiedy wzmacniane włóknem kompozyty są łączone z nowymi ekonomicznymi konstrukcjami z aluminium.
Wyzwania:
Obróbka części z aluminium wymaga krótkich czasów cyklu. Wydajność procesu mierzy się milimetrach sześciennych usuniętego materiału na minutę.
Z powodu względnie niskiej twardości, materiał usuwany jest na obrabiarkach dysponujących dużą mocą (75-150kW) przy obrotach wrzeciona do 33 000 obrotów na minutę.
Wymagania dla narzędzi:
- Geometria narzędzia pozwalająca wykorzystać dostępną moc obrabiarki, w celu uzyskania wysokiej wydajności usuwanego materiału, przy uniknięciu narostów na krawędzi skrawającej.
- Wysoka klasa wyważenia narzędzi.
- Zoptymalizowane doprowadzenie chłodziwa dla obróbki przy wysokich prędkościach.