Индивидуальное литье под давлением для оборонной промышленности в аэрокосмической отрасли

Компоненты, изготовленные методом литья под давлением, для аэрокосмической отрасли.

Стандартное литье под давлением — это крупносерийный процесс производства пластиковых деталей. Он заключается во впрыскивании расплавленного пластика в полость пресс-формы под высоким давлением, благодаря чему он застывает в углублениях и идеально формирует деталь. Затем материал охлаждается и принимает форму пресс-формы. В аэрокосмической отрасли при литье под давлением предъявляются строгие требования к точности и допускам, необходимым для достижения высоких показателей. 

В аэрокосмической отрасли для литья под давлением в основном используются пластмассы, и этот метод называется литьем пластмасс под давлением. В аэрокосмической отрасли также используется литье металлов под давлением (MIM), при котором применяются металлические порошки и связующие вещества.

Литье под давлением в аэрокосмической отрасли имеет решающее значение для крупносерийного производства деталей, поскольку механическая обработка каждой детали по отдельности является трудоемким и дорогостоящим процессом. Кроме того, в аэрокосмической отрасли используются специализированные высокоэффективные пластмассы и композиты, что сделало литье под давлением предпочтительным методом производства пластиковых компонентов для аэрокосмической отрасли.

Чем отличается литье пластмасс под давлением в аэрокосмической отрасли?

Прецизионная стальная формовочная полость

Литье под давлением в аэрокосмической отрасли отличается от стандартного литья под давлением строгими требованиями, которым оно должно соответствовать, включая соответствие стандарту управления качеством AS 9100, контроль качества первого образца AS 9102, точность и качество при крупносерийном производстве сложных деталей. Эти аспекты литья под давлением в аэрокосмической отрасли кратко описаны ниже.

Высокая точность и допуски при изготовлении деталей для аэрокосмической отрасли. 

Детали для аэрокосмической отрасли проектируются с высокой точностью, чтобы исключить проблемы безопасности и производительности. Незначительные отклонения в детали могут привести к выходу из строя критически важных компонентов. Именно поэтому для деталей, требующих точно заданных допусков пресс-формы, используется литье под давлением в аэрокосмической отрасли.

Допуски на пластиковые компоненты, используемые в аэрокосмической отрасли, очень жесткие. Формы для литья под давлением, применяемые в аэрокосмической отрасли, имеют строгие допуски. Допуски таких форм могут достигать 0.025 мм, что обеспечивается стабильным материалом и жесткими условиями литья. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали, которая стоит дороже алюминиевых форм. Это объясняется тем, что стальные формы позволяют достичь более жестких допусков, что идеально подходит для литья под давлением в аэрокосмической отрасли.

сертификация AS9100

AS9100 concerns aerospace quality management. Quality-system certification does not by itself approve a particular part or manufacturing route. Confirm applicable customer requirements, supplier qualifications and part acceptance criteria. Areas to review include:

• Система контроля качества
• Документация и отслеживаемость
• Контроль над процессом
• Управление поставщиками

Требования к материалам

Аэрокосмическая промышленность требует высокопрочных материалов с высоким соотношением прочности к весу. В аэрокосмической отрасли используются специальные высокоэффективные полимеры, такие как PEEK и PEI, способные выдерживать температуры до 260–315 °C. 

Литье пластмасс под давлением в аэрокосмической отрасли

Формованные элементы внутренней отделки самолета

Литье пластмасс под давлением в аэрокосмической отрасли является наиболее распространенным методом литья под давлением в промышленности. Этот метод используется для изготовления неконструкционных деталей, таких как зажимы и крепления, способные к использованию крепежных элементов. Пластиковые детали помогают снизить вес самолетов.

Технология литья пластмасс под давлением для авиационной промышленности начинается с расплавления гранул, а затем расплавленный пластик впрыскивается в формы под высоким давлением. После впрыскивания пластику детали дают остыть, а затем извлекают из литьевой формы. Технология литья пластмасс под давлением для авиационной промышленности требует минимальной постобработки, в основном, обрезки излишков по краям.

Литье металлов под давлением в аэрокосмической отрасли

MIM forms a metal-powder-and-binder feedstock in a mold. Debinding removes the binder in stages, and sintering consolidates the powder into a metal component. Material selection and final properties require a validated process.

MIM may be considered for small, complex metal components with repeat production needs. Suitability depends on geometry, alloy, required properties and qualification requirements. Examples in this article are not confirmation of Boda approval for a specific aerospace or defense program.

For small metal components, our Услуги MIM provide a starting point for geometry, material and production review.

Материалы, используемые в литье под давлением в аэрокосмической отрасли 

Компоненты сидений, изготовленные методом литья под давлением

Одним из наиболее существенных преимуществ литья под давлением в аэрокосмической отрасли является возможность работы с широким спектром металлических сплавов и различных пластмасс, включая высокоэффективные полимеры и термопласты, такие как PEEK.

В аэрокосмической отрасли основным направлением применения литья под давлением являются пластиковые компоненты, изготовленные методом литья под давлением.  

Пластиковые материалы

• PEEK (полиэфирный эфир кетон)
• ПЭИ (полиэфиримид)
• Polyimide 
• Поликарбонат (ПК):  
• Нейлон/ПА
• PPS

Металломатериалы (MIM)

• К маркам нержавеющей стали относятся 316L и 17-4 PH.
• Суперсплавы, такие как Inconel 718, Hastelloy X.
• Титановые сплавы Ti-6Al-4V

Основные преимущества литья под давлением

Деталь, изготовленная методом микролитья под давлением.

Универсальность материалов

Процесс литья под давлением позволяет работать как с металлами, так и с пластмассами, что повышает его универсальность. Литье под давлением позволяет обрабатывать широкий спектр материалов, предоставляя производителям больше возможностей для экспериментов и испытаний. 

Кроме того, использование металлов для изготовления деталей, полученных методом литья под давлением, позволяет производителям соответствовать определенным требованиям, таким как огнестойкость и проводимость.

Сложная геометрия с жесткими допусками

Литье под давлением позволяет создавать разнообразные конструкции и исследовать новые возможности, ранее ограниченные традиционными методами. Возможность создавать различные конструкции и внедрять такие элементы, как тонкие стенки, помогает оптимизировать характеристики компонента за счет снижения веса. Процесс литья под давлением позволяет достигать чрезвычайно жестких допусков до 0.025 мм.

Эффективность затрат

Литье под давлением является экономически выгодным методом по сравнению с другими технологиями производства. Литье под давлением менее расточительно и требует минимальной последующей обработки, поскольку детали изготавливаются до их окончательных размеров. 

Кроме того, этот производственный процесс объединяет несколько этапов в один, сокращая трудозатраты и общие расходы, что делает литье под давлением отличным вариантом для аэрокосмической отрасли. Пластиковые компоненты, изготовленные методом литья под давлением, являются более дешевой альтернативой деталям, изготовленным механическим способом. Это один из главных факторов, способствовавших распространению литья под давлением в аэрокосмической отрасли.

Эффективность времени

Процесс литья под давлением сокращает время производства за счет быстрого цикла и ускоренного прототипирования. Циклы производства термопластов составляют от 10 до 60 секунд, а для высокоэффективных пластмасс они могут достигать 120 секунд. 

70-80% времени цикла уходит на охлаждение. Длительное время охлаждения можно сократить, создав охлаждающие каналы, что позволит улучшить его на 20-30% и увеличить объем производства деталей.

Применение литья под давлением: металл против пластика

Литые детали с литниковыми каналами

Стандартные детали из пластмассы, изготовленные методом литья под давлением.

Литые под давлением пластиковые детали в основном используются для некритичных элементов, таких как внутренние и вспомогательные несущие конструкции, где приоритет отдается снижению веса и теплоизоляции. Ниже приведено описание стандартных пластиковых деталей, изготовленных методом литья под давлением, в аэрокосмической отрасли.

Компоненты интерьера

Формованная рама для авиационного окна

Внутренние элементы, такие как потолочные панели, сиденья и подлокотники, изготавливаются из пластика. Это связано с тем, что эти детали должны быть одновременно легкими и тонкими, и при этом прочными, а термопласты идеально соответствуют этим требованиям. Другие внутренние компоненты, такие как приборные панели и ручки управления, изготавливаются методом литья под давлением.

Кронштейн и крепления

Кронштейны и крепления, используемые в аэрокосмической отрасли, изготавливаются из прочного, легкого пластика или других композитных материалов. Они помогают снизить вес летательного аппарата и способны выдерживать значительные нагрузки.

Кабельные зажимы и крепежные элементы

Литье под давлением эффективно для крупносерийного производства мелких, точных деталей, таких как зажимы и крепежные элементы. На крепежные элементы приходится большая нагрузка, поэтому они должны быть прочными и долговечными. Небольшое снижение веса в сумме дает существенное улучшение общих характеристик самолета.

Корпуса электронных компонентов

Датчики, системы управления и другие электронные модули имеют пластиковые корпуса, которые в основном изготавливаются методом литья под давлением. Прочный пластиковый корпус помогает защитить чувствительные и хрупкие электрические компоненты от влаги, давления и механических нагрузок. Эти корпуса также используются в качестве изоляции.

Структурные компоненты

Такие узлы, как панели фюзеляжа и детали крыла, изготавливаются методом литья под давлением с использованием композитных материалов, называемым RTM (Reduce, Increment, Technology, Model). Они прочные, но легкие, что повышает топливную эффективность самолета. Другие несущие конструкции, такие как нервюры, усилители и опоры, также изготавливаются методом литья под давлением.

Компоненты топливных систем

Fuel-system components require compatible materials, controlled dimensions and agreed leak, pressure and environmental tests. The manufacturing route must be selected and qualified for the specific design.

Компоненты двигателя

Engine-related components require a part-specific review of temperature, loading, material condition and qualification. The component name alone does not establish whether MIM is a suitable production route.

Крепежные изделия и фитинги

For latches and fittings, select the material and process against the loads, wear requirements and customer acceptance criteria. Safety-related parts require application-specific qualification.

Структурные компоненты

Конструкционные компоненты, такие как гидравлические соединители и конструктивные элементы в топливных или исполнительных системах.

Другие специализированные товары

For specialized hardware, assess the individual geometry, alloy and acceptance requirements before selecting MIM or another manufacturing route.

Услуги литья под давлением в компании Boda

Boda — одна из ведущие компании по литью под давлением для производство аэрокосмических компонентов на заказ, которая обеспечивает высочайшее качество услуги литья под давлением с высокой точностью и допусками. Наши собственные пресс-формы для литья под давлением имеют жесткие допуски и превосходную отделку, что позволяет получать детали, изготовленные методом литья под давлением, с красивой поверхностью, не требующей последующей обработки.

Lead time depends on tooling, material, quantity, secondary operations and qualification requirements. Свяжитесь с нами to discuss your project and request a schedule based on the drawing.

Заключение

Литье под давлением имеет решающее значение для производства деталей в аэрокосмической отрасли благодаря их высокой точности, малому весу и сложной форме. Этот метод позволяет производить детали, соответствующие отраслевым стандартам производительности и безопасности. Литье под давлением отличается высокой универсальностью, позволяя производителям экспериментировать с различными материалами и конструкциями. Исключительная точность и допуски процесса делают его предпочтительным выбором для крупносерийного производства прецизионных деталей в аэрокосмической отрасли. Благодаря инновациям в материалах, таких как высокоэффективные термопласты и композитные армирующие материалы, литье под давлением деталей самолетов позволило повысить топливную эффективность и другие характеристики летательных аппаратов.