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Mecanizado CNC aeroespacial: una guía completa para el mecanizado CNC de precisión

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HITOP / Blog / <a href="https://hitopindustrial.com/es/mecanizado-cnc-aeroespacial/" title="Mecanizado CNC aeroespacial: una guía completa para el mecanizado CNC de precisión">Mecanizado CNC aeroespacial: una guía completa para el mecanizado CNC de precisión

Los componentes aeroespaciales se desarrollan y diseñan utilizando la mejor tecnología, garantizando que cumplan con los más altos estándares. El diseño de componentes de ingeniería aeroespacial requiere precisión para satisfacer las demandas de la industria. 

Por ejemplo, los componentes de los aviones tienen que funcionar bajo presión; por tanto, no hay margen de error en su funcionamiento. Estos componentes deben ser fuertes y no deben fracturarse bajo tensión durante el trabajo. 

Pasajeros a bordo de un avión de Ryanair, mostrando la precisión del mecanizado CNC aeroespacial en la estructura del avión

En este caso, el mecanizado CNC puede ser un método fiable para producir piezas tan importantes. maquinas cnc garantizar la precisión, la calidad del material y la exactitud. Con el mecanizado CNC, es posible una producción rápida y precisa de piezas esenciales aeroespaciales. 

En este artículo, analizaremos en detalle los componentes aeroespaciales de las máquinas CNC, los materiales utilizados y por qué son importantes. 

¿Qué es el mecanizado CNC aeroespacial?

Ilustración en despiece de componentes de aviones de combate junto con el proceso de fresado CNC para estructuras aeroespaciales de paredes delgadas

El mecanizado CNC utiliza una técnica de fabricación sustractiva en la que el material se elimina según el diseño. La máquina tiene cierto software y códigos para realizar funciones específicas. Estas funciones controlan las herramientas y las materias primas. Las materias primas incluyen metales, aleaciones y plástico de alta densidad. 

Las funciones automatizadas cortan los materiales y añaden toques finales con la mínima intervención humana. Una vez que el programa informático ha ejecutado todos los códigos y funciones, el producto final es preciso y sólido. Estos componentes pueden incluir bisagras, abrazaderas y componentes de tamaño personalizado para aviones. 

Se puede fabricar un componente con las mismas medidas mediante mecanizado CNC. Estas piezas están diseñadas de tal manera que garanticen un funcionamiento fluido y sin contratiempos.

¿Cuáles son los beneficios del mecanizado CNC para piezas aeroespaciales?

Mecanizado CNC tiene varias ventajas cuando se utiliza para fabricar piezas aeroespaciales, que incluyen: 

Rendimiento mejorado

Las piezas de los aviones tienen que trabajar bajo presión, por lo que no hay margen de error. maquinas cnc hacer que los componentes de los aviones sean precisos y fuertes. Como resultado, las piezas ensambladas se comportan excelentemente en el aire. Además, el mecanizado CNC puede moldear metales difíciles como titanio, que es un material esencial para los aviones. 

Piezas ligeras

El mecanizado CNC puede dar como resultado componentes pequeños y delgados, lo que tiene la ventaja de hacer que la aeronave sea liviana. A pesar del delgado marco, estos componentes siguen siendo fuertes. 

Alta eficiencia

La industria aeroespacial utiliza algunos de los diseños más complejos para fabricar piezas complejas. Las máquinas CNC son capaces de fabricar estas piezas sin ningún fallo. En general, las herramientas automatizadas dan como resultado componentes eficientes y confiables. 

Asequibilidad

Después de la configuración primaria, el mecanizado CNC es rentable cuando se fabrican varias piezas simultáneamente. Además, el desperdicio de material es menor en el mecanizado CNC y hay pocos o ningún componente que se descarte debido a fallas. Hace que todo el proceso sea más rentable. 

Mecanizado de precisión

La fabricación computarizada ofrece piezas fabricadas con precisión que encajan sin espacios ni restricciones. Es una característica importante de las piezas confiables y de alta calidad que se espera que se utilicen en la industria aeroespacial.

Fallo mínimo 

Las piezas metálicas fabricadas con métodos tradicionales pueden tener errores de precisión debido a herramientas operadas manualmente. Puede ser una causa de falla de piezas y afectar el funcionamiento de una aeronave por completo. El mecanizado CNC automatiza cada proceso siguiendo estrictamente las pautas de diseño y tamaño. Las piezas fabricadas de esta manera están más a la altura del estándar y no fallan en su rendimiento. 

¿Cómo se realiza el mecanizado CNC para componentes aeroespaciales?

Se utiliza una fresadora CNC de precisión para producir varios componentes aeroespaciales. Las complejas partes geométricas de aviones y cohetes tienen formas intrincadas; por lo tanto, sólo pueden fabricarse en condiciones precisas. máquinas CNC multieje

Fresadora CNC en funcionamiento con niebla refrigerante, elaborando componentes aeroespaciales precisos

El uso de estas máquinas reduce el tiempo de fabricación y los errores que pueden ocurrir en máquinas de una sola operación. El objetivo es garantizar piezas altamente funcionales y precisas. 

Además, se utiliza una máquina de torneado CNC de precisión para dar forma al metal en bruto o al material plástico. Este método sustractivo puede resultar útil para fabricar formas cilíndricas, como sujetadores, ejes y bisagras y abrazaderas de conectores. 

Mecanizado CNC de 5 ejes

Como sabemos, las piezas de aviones son complejas y requieren la máxima precisión. Usando un Máquina CNC de 5 ejes es la solución aquí. Estas máquinas permiten que las herramientas se muevan en cinco direcciones simultáneamente para una fabricación precisa. Las direcciones incluyen el eje X, el eje Y, el eje Z y los ejes A y B para el movimiento hacia adelante y hacia atrás.

Mover la pieza a mecanizar en todas estas direcciones al mismo tiempo elimina la necesidad de una configuración adicional para girar. Es un proceso de fabricación altamente eficiente y fácil de maniobrar. Además, se pueden mecanizar varias piezas complejas en poco tiempo, incluso cuando tienen diferentes especificaciones. Se puede utilizar una máquina CNC de 3 o 4 ejes para piezas menos complejas. 

¿Cuáles son los materiales comunes utilizados en el mecanizado CNC aeroespacial?

Un avión puede pesar entre 1.500 libras y más de 800.0000 libras. El peso de la materia prima en las piezas aeroespaciales y su tamaño pueden afectar la carga completa. En el mecanizado CNC aeroespacial se prefieren materiales ligeros y resistentes, ya que deben ser lo suficientemente fuertes para volar pero menos voluminosos. Aluminio, titanio, plástico de alta densidad y aleaciones metálicas son útiles en la industria aeroespacial. 

Instalación de fabricación aeroespacial con un trabajador inspeccionando una fila de motores de cohetes, mostrando ingeniería de precisión

Se prefiere el aluminio por sus propiedades altamente maleables, ya que se puede fundir en láminas delgadas. El titanio y sus aleaciones son resistentes. Se sabe que este metal natural es 50 veces más ligero y 30 veces más más fuerte que el acero

Aluminio

El aluminio se utiliza comúnmente en la fabricación de piezas aeroespaciales. Tiene resistencia a la tracción y es liviano. Su naturaleza altamente conformable hace que el mecanizado CNC sea más fácil y rápido. Las aleaciones de aluminio se utilizan en la industria aeroespacial para agregarle propiedades más deseables. 

Por ejemplo, la aleación 7075 contiene zinc, lo que añade más resistencia a la fatiga. Es adecuado para alas, aletas y estructuras de soporte del fuselaje. Se utiliza una aleación de aluminio con cobre por su maquinabilidad y resistencia. Las alas y la estructura del fuselaje de los aviones se mecanizan con esta aleación. 

Cuando magnesio y silicio al aluminio, la aleación se vuelve resistente a la corrosión y tiene mejor formabilidad.

Titanio 

El titanio y sus aleaciones se utilizan en componentes aeroespaciales porque son ligeros y resistentes. El metal natural es resistente a la corrosión y tiene una alta relación resistencia-peso, lo que implica que menos material puede ofrecer más resistencia. 

Algunos buenos ejemplos de naves basadas en titanio son el F-22, el Boeing B787 y el UH-60. El material se utiliza predominantemente en palas, ejes, discos y estructuras de aviones. El titanio se puede mecanizar a menores RPM para obtener mejores resultados, ya que puede provocar el deterioro de la herramienta debido a su alta resistencia. Sin embargo, vale la pena el esfuerzo extra debido a sus diversas propiedades. 

Plásticos de alta densidad

Los interiores de un avión son una mezcla de metal y polímeros para hacerlo funcional. Dado que los polímeros son livianos, reducen el volumen total de la aeronave. Las puertas del avión, los paneles de pared, los conductos de cableado y los cojinetes están fabricados con plástico de alto rendimiento. 

Plásticos como el policarbonato PTFE, Ultem y PEEK se utilizan en el mecanizado CNC de piezas aeroespaciales complejas. Estos materiales también se utilizan para apoyabrazos, paneles de instrumentos, válvulas, bandejas de cabina y mesas. Debido a la fuerte acumulación y a la menor fractura bajo tensión, los plásticos de alta densidad son mejores en comparación con otros plásticos. 

Acabado de superficies para piezas de aviones mecanizadas por CNC

Las piezas de aeronaves deben tener tratamientos superficiales para hacerlas más duraderas durante su uso.

Recubrimiento en polvo

El recubrimiento en polvo hace que las piezas mecanizadas por CNC sean resistentes a rayones y pérdida de color. El recubrimiento en polvo de PTFE no abrasivo hace que el metal o el plástico sean más estéticos. Viene en varios colores y es resistente a altas temperaturas de hasta 600°F. 

Pulido

Se utiliza una herramienta de pulido para pulir la superficie del avión y hacerla más suave. Las piezas altamente abrasivas se pulen, dejando una superficie brillante y lisa. El pulido mejora la apariencia del material y al mismo tiempo evita que se descascarille la superficie. Un metal pulido también es más duradero que uno sin pulir.

Anodizado

Se utiliza una solución de electrolito para formar una capa de óxido sobre el metal. Estas capas evitan que el metal se corroa y abrase bajo altas tensiones y cambios de temperatura. Se puede utilizar una mezcla de ácido fosfórico y ácido sulfúrico bórico para anodizar piezas aeroespaciales. 

El anodizado tipo II y tipo III se realiza para piezas aeroespaciales. El tipo II se utiliza para hacer que la superficie sea más agradable desde el punto de vista estético. Se agrega otra capa de tipo III para hacer que el material sea más duradero ante diversos elementos ambientales. Además, el anodizado con ácido crómico (CAA) se utiliza para tratar aleaciones de aluminio de alta resistencia.

Pasivación

La pasivación hace que el metal no sea corrosivo y le aporta brillo. Se utiliza una solución química como ácido nítrico y cítrico para eliminar los iones libres y la aspereza del material. El baño ácido crea una capa protectora de óxido sobre el metal, preservando la superficie de las altas temperaturas por más tiempo. Generalmente, para el proceso de pasivación se utilizan métodos de galvanización, pavonado e inmersión. 

Conclusión: 

El mecanizado CNC aeroespacial es fundamental a la hora de fabricar aviones de combate, aviones de carga, naves espaciales o aviones de pasajeros. Cada pieza se fabrica cuidadosamente según las medidas precisas. 

El proceso de fabricación CNC ahorra costes y es eficiente. Mejora la seguridad de las embarcaciones en el aire. Al mecanizar piezas de aviones, se debe prestar especial atención al uso de herramientas del tamaño y escala adecuados. 

Una forma de evitar errores es ejecutar una simulación utilizando un software CNC. Ayudará a evitar errores y a realizar cambios en el mecanizado si es necesario antes de la producción a granel. Asociarse con Diseño de moldes industriales HiTop y Profesionales CNC asegurará piezas precisas y de alta calidad

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