航空航天零件制造指南

4种提高航空航天和国防产品开发的方法,使用速度,组件减少,多种制造方法和质量保证


航空航天和国防工业以生产复杂而先进的产品而闻名——喷气发动机、飞机、火箭、卫星、无人机等等——这些产品在高度监管的环境中发展迅速。毫无疑问,这些速度、复杂性和政策遵从性因素在制造过程中发挥着关键作用。本设计技巧探讨了如何通过以下方式改善航空航天开发周期:

  • 以数字化制造加速生产2022世界杯附加赛决赛
  • 减少组件,这有助于轻量化零件设计,减少整体组装中的项目,并降低成本
  • 使用一系列制造方法和材料,可以加速开发并为您的设计增加价值
  • 简化质量和遵从性保证

1.利用数字2022世界杯附加赛决赛化制造加速产品开发

在Protolabs,我们理解速度的重要性。与中国的公司广泛合作航空航天和国防工业多年来,我们加速了一系列金属和塑料航空航天零件和产品的开发,包括:

  • 热交换器
  • 集合管
  • 涡轮泵
  • 液体和气体流动组件
  • 燃油喷嘴
  • 保形冷却通道
喷气发动机燃油喷嘴
金属航空部件已经通过一系列数字化制造方法生产,包括GE的增材制造燃料喷嘴(左)和CFM Internat2022世界杯附加赛决赛ional的LEAP飞机发动机(右)。

我们成功的驱动因素之一是数字化制造工具的经验和严格的开发。2022世界杯附加赛决赛我们已经找到了与自主数字工具和实践应用工程师一起工作的正确组合,以满足航空航天需求。

当与许多制造商开始数字化制造过程时,2022世界杯附加赛决赛可以很容易地将CAD文件上传到多个在线报价工具中。

不幸的是,一些制造商的在线报价工具没有考虑到所有的后端需求,或者提供制造商的所有流程。这是我们选择在前期,以便每个步骤所需的部分或项目反映在最初的报价。

当使用在线数字工具时,报价软件可以大大加快开发和生产周期。

然而,要充分利用这些工具,请确保您使用的软件(和制造商)包括以下内容:

  • 考虑构建或项目的所有需求和步骤
  • 提供所有可用的工艺和材料
  • 提供训练有素,经验丰富的员工,具有多年的制造经验

航空航天和国防工业面临的一个主要挑战是按时交付和质量。业内人士表示,大约80%的订单通常都能按时完成。然而,即使这些订单按时送达,也有大约25%的零件达不到要求的质量。航空航天公司的一个常见抱怨是,供应商承诺以更便宜的价格提供交货时间,但无法在报价的时间内交付。延迟导致错过了最后期限,比他们刚开始与价格更高的供应商合作要花费更多的成本。

我们的在线、互动报价系统将您的CAD模型转换为报价,并提供即时设计分析和反馈。您的设计可以重新设计,以确定流程,材料,时间和成本的理想平衡。这大大提高了效率,因为不需要每次都与人交谈。但是,当您需要一个知识渊博的人在您身边时,我们有一个应用程序工程师团队随时准备支持我们的自动化工具。所有联系人,无论是否客户,都可以免费访问我们的响应团队,他们了解如何为我们的流程设计,降低成本,并回答无数其他技术问题。

组合组件,减少零件,重量
减少部件和组合部件组件可以从几个方面改进航空航天产品设计:减少部件重量、降低成本、减少库存和简化供应链。

2.减少组件,有利于产品设计

出于几个原因,您可能希望减少零件或产品设计中的整体组件。

首先,轻量化在航空航天领域至关重要。例如,公司知道飞行一克重量需要多少盎司的燃料,所以轻微的减少会带来重大的收益。材料的选择,有时是制造方法,也是影响轻量化的因素。但减少零件数量也有帮助。

第二,削减成本很重要。塑料和金属很贵,组装时间也很贵。因此,如果设计可以减少组件或零件的数量,这可以减少材料和组装时间。

考虑到这些轻量化和成本因素,哪种材料最适合航空航天部件?钛通常是首选,可通过加工和3D打印服务获得。华体会app官网这种轻质和坚固的材料具有优异的耐腐蚀性和耐温性。铝及其高强度重量比使其成为必须支持高负载的房屋和支架的良好候选者。铝也可用于机械加工和3d打印部件。Inconel是一种3d打印金属,是一种镍铬高温合金,非常适合用于火箭发动机部件和其他需要耐高温的应用。不锈钢也是常用的材料选择。例如,SS 17-4 PH用于航空航天工业,因为它具有高强度,良好的耐腐蚀性,在高达600华氏度的温度下具有良好的机械性能。像钛一样,它可以加工或3D打印。液体硅橡胶在工业上的应用也很广泛。这种弹性氟硅材料是专门针对燃料和耐油,而光学硅橡胶是一个很好的PC/PMMA替代品。 Common applications in aerospace include soft-touch surfaces, gaskets, seals, and O-rings.

最后,除了轻量化和成本削减问题,航空航天业面临着独特的利益和挑战,风险和回报都很高。公司关心的是开发周期、原型、热测试和生产。因此,虽然减少部件可以帮助减少部件重量和装配时间,但真正的节省是减少与供应链和每个部件的书面记录相关的头痛和开销。在航空航天领域,进入最终产品的每个组件背后都有大量的验证,例如材料可追溯性,冲击和振动测试,严格的检查等等。在这样一个受监管的行业中,减少零件可以通过减少库存、减少需要跟踪的文件和简化供应链来提供巨大的价值。

3.部署一系列的制造方法和材料

如果您有一个内部机械车间,但必须在一个小空间内处理许多不同类型的制造,那么您可能会将项目交给外部供应商进行开发工作。找到能够满足您对质量和速度的高要求的合适供应商是很重要的。你可能知道,但有必要重申,没有通用的过程或材料。你需要在你的武器库中找到最好的解决方案,以保持在最前沿。因此,与能够提供一系列制造工艺和材料的公司合作。我们提供CNC加工,钣金加工,注塑成型和六种不同的工业级3D打印(增材制造)方法。2022世界杯足球赛时间表此外,您可以选择数百种商业级塑料,金属和弹性体,适用于原型和生产。看到我们的材料对比指南以获取完整的列表。

减法工艺和材料:

数控加工方法,特别是三轴和五轴铣削,在今天的制造业中经常使用。对于航空航天工业,常见的材料是6061-T6铝,硬金属如304、316和17-4PH不锈钢和钛。

不常见的是许多商店的尺寸和几何尺寸和公差(GD&T)能力。虽然客户通常会说明需要什么样的公差,但寻找那些说明他们可以交付的尺寸和GD&T的公司。

大多数航空航天客户都有复杂的零件,甚至比我们的自动化加工设备所能处理的更先进。

为了解决这个问题,我们引入了高要求或精密加工选项,可以容纳更大的零件和更复杂的几何形状。随着项目向最终用途生产的推进,该选项可以帮助我们的航空航天客户反复可靠地交付更复杂的部件。此外,这种高要求的选项能够读取CAD文件和图纸,容纳具有更复杂特征的较大部件,提供更严格的公差,执行二次操作,并提供高质量的报告选项。

有关这些高要求或精密加工选项的详细信息,包括公差,最小和最大零件尺寸以及其他设计指南,请访问我们的精密加工页。此外,请访问我们的网站基本设计准则用于数控铣削。

增材制造-工艺和材料:

相当多的航空航天和国防部件是金属。因此,当涉及到金属3D打印或增材制造时,最常见的材料是Inconel 718,铝合金AlSi10Mg,不锈钢(304和17-4),钛和钴铬合金(CoCr)。同样,这里的区别将是可用的材料和增材制造工艺。

大型增材制造零件
DMLS可以增材制造大型生产级金属部件(如图所示)。这种大幅面金属3D打印,来自我们的GE增材概念激光X-Line机器,是我们公司如何技术不可知的一个例子,使用来自各种公司的机器、设备和工艺。

我们使用多种增材工艺:立体光刻,直接金属激光烧结(DMLS),选择性激光烧结,多射流融合,碳DLS和PolyJet。DMLS已被证明是航空航天工业的理想工艺,因为它提供:

  • 材料种类繁多
  • 增加的功能
  • 能够适应复杂和有机的设计

DMLS的构建空间有限。然而,我们也提供大型金属零件。我们可以制造31.5英寸的生产级金属零件。X 15.7英寸X 19.7英寸(800mm × 398mm × 500mm)。我们最初的重点是将英科乃尔718作为一种材料,用于更好地满足航空航天工业中大型复杂部件的需求。这种大幅面金属3D打印,来自我们的GE增材概念激光X-Line机器,也是我们公司如何技术不可知的一个例子,使用来自各种公司的机器、设备和工艺。

除了参考的制造方法(减法和增材),如果您的设计需要这些应用,我们还提供一些二次或精加工选择:

  • 后处理加工-用于3d打印金属部件
  • 热处理-包括3D打印部件的HIP
  • 额外的电镀
  • 阳极氧化
  • 基本的组装
  • 镀铬酸
  • 清洁
  • 化学镀镍
  • 部分标记
  • 钝化
  • 粉末涂料
  • 压具及五金
  • 丝网印刷

如果您需要几个供应商提供不同的流程或辅助流程,请记住前面提到的使用一个供应商提供多个流程的好处。我们提供许多工艺和材料,同时作为本地供应商运营,以减少时间和成本。

此外,正如我们最近在我们的航空航天制造业趋势报告通常,航空航天和国防的最佳解决方案将涉及使用多种技术的混合方法。就像传统的工具箱既包含锤子又包含钳子一样,今天的先进制造业务也包含增材制造系统和减法制造系统以及技术诀窍。

质量和遵从性认证
航空航天设计人员和开发人员需要处理政府、安全政策和合规问题,因此需要注意的是,我们提供了许多高质量的文档、报告选项和认证,以帮助简化这一过程。

4.依靠质量和合规保证

最后,航空航天产品设计师和开发人员需要仔细了解政府和安全政策以及合规问题。在这样一个高度监管的行业中工作,找到熟悉航空航天要求的供应商是很重要的。在ISO 9001环境中符合USA/ITAR标准的可追溯性、文档、测试和认证部件可以减少许多需要在内部完成、测试或验证的工作。

管理机构正在不断制定增材制造的标准,因此很难准确了解非传统工艺的需求。然而,成品零件的标准或认证无论如何制造都适用。根据您的需求,您需要确保供应商有经过认证的材料、粉末分析、材料可追溯性等。

我们已经在数字化制造方法上投入了大量资金,为您提供自动化工具、文档、测试2022世界杯附加赛决赛和可追溯性,所有这些都由我们的应用工程师提供支持,为您提供精简高效的数字化流程。我们在ISO 9001, AS9100认证,美国/ITAR合规环境中提供以下质量文件和报告选项:

  • 材料认证和热批号
  • 合格证书(CoC)
  • 首件检验(FAI) -包括3d打印零件的AS9102 FAI
  • 各种其他检查要求,如三坐标测量机,x射线或CT扫描

最终,我们将与您一起寻找最佳解决方案,并考虑您项目的所有步骤。如果您想了解更多信息,请致电877-479-3680联系我们的应用工程师,发送电子邮件至(电子邮件保护),或从下面开始您的设计上传你的3D CAD模型在数小时内收到交互式报价。