Estruturas de Alumínio
Componentes típicos:
Ribs, Beams, Covers, Skins
Material:
Alumínio série 2000, Alumínio série 7000, Alumínio Lítio
Conhecimento especializado de metalurgia em Alumínio:
Embora o alumínio puro tenha baixa gravidade específica, boa resistência à corrosão, excelente condutividade térmica e elétrica, é muito fraco e dúctil para ser usado sozinho. As ligas de alumínio mais comuns utilizadas na fabricação de estruturas são as séries 2000 e 7000.
Ligas de Alumínio série 2000
Contém 1,9-6,8% de teor de cobre e geralmente contém adições de manganês, magnésio e zinco. Eles são usados para forjados, extrusões e tanques de armazenamento de gás liquefeito em aeronaves de transporte civil e supersônicas. Essas ligas apresentam menores taxas de crescimento de trinca e, portanto, apresentam melhor desempenho à fadiga do que as ligas da série 7000. Portanto, estas são utilizadas nas asas inferiores e no revestimento da fuselagem.
As ligas da série 2000 geralmente usadas são 2224, 2324, 2524.
Essas ligas geralmente são revestidas com alumínio puro de 99,34% para aumentar a resistência à corrosão.
Ligas de Alumínio série 7000
O sistema Al-Zn-Mg oferece o maior potencial de endurecimento por precipitação, embora o cobre seja frequentemente adicionado para melhorar a resistência a trincas por corrosão sob tensão (com a desvantagem de reduzir a soldabilidade). A resistência a trinca por corrosão sob tensão diminui com o aumento da relação Zn: Mg.
Alumínio Lítio
As ligas comerciais de alumínio-lítio são caracterizadas por suas propriedades de baixa densidade, alto módulo específico, excelente fadiga e tenacidade criogênica.
O casamento de Li e Al reduz a densidade em 3% e aumenta o módulo de elasticidade em cerca de 6%.
Em contraste com os novos sistemas de materiais, como compósitos reforçados com fibra, as ligas de alumínio de baixa densidade não exigem grandes investimentos de capital por parte do produtor em novas instalações de fabricação.
Tendências na indústria:
"O uso de alumínio no setor aeroespacial representa mais de 50% de todo o material consumido e permanece relativamente constante ao longo do tempo."
As aeronaves da próxima geração são chamadas de projetos híbridos quando materiais reforçados com fibras são associados a novas estruturas econômicas de alumínio.
Desafios:
A usinagem de peças de alumínio requer um baixa tempo de contato. A produtividade está sendo medida como material removido em litros por minuto.
Devido as propriedades relativamente moles do material, o material está sendo usinado em máquinas de alta potência (75-150kw) com velocidades de fuso de até 33.000 RPM.
Requisitos para as soluções de ferramentas:
- Geometria da ferramenta para absorver a energia disponível da máquina e converter em uma taxa de remoção de material muito alta, evitando a formação de aresta postiça e quebra da ferramenta.
- Alta qualidade no balanceamento das ferramentas,
- Design do fluxo de refrigeração otimizado para usinagem em alta velocidade.