Studium przypadku obróbki CNC: Komponenty przemysłowych bezzałogowych statków powietrznych

Połączenie: znalezienie niezawodnego partnera

SkyVision po raz pierwszy spotkał się Szybki model podczas badania partnerów produkcyjnych z najwyższej półki za pośrednictwem LinkedIn i specjalistyczne Wyszukiwarka Google zapytania. Po skierowaniu do Reklamy Google Lukas Schmidt skontaktował się z nami w sprawie kampanii mającej na celu szczególne podkreślenie naszych możliwości w zakresie obróbki cienkościennej.

„Zostaliśmy oszukani przez lokalnych dostawców, którzy obiecywali dokładność ±0,01 mm, a dostarczali części z widocznymi drganiami i odkształceniami naprężeń wewnętrznych” – zauważył Lukas. Pomimo odległości geograficznej, zdecydowali się zwrócić do nas znastawienie „partii testowej”—początkowo sceptycznie, ale zdesperowany, żeby znaleźć sklep, który faktycznie będzie w stanie sprostać wymaganiom.

Tło projektu: Dylemat „masa kontra sztywność”

Projekt obejmował ciężki dron transportowy „Atlas” trzeciej generacji. Poprzednie wersje miały problemy zwibracje harmoniczne podczas lotu z dużą prędkością, co wpływało na dokładność czujnika LIDAR. Rama konstrukcyjna musiała być wystarczająco lekka, aby wytrzymać 45-minutowy lot, ale jednocześnie wystarczająco sztywna, aby wytrzymać moment obrotowy silników przemysłowych o wysokim współczynniku KV.

Nasza natychmiastowa reakcja i plan techniczny

Po otrzymaniu plików 3D STEP nasz zespół inżynierów nie tylko wygenerował wycenę. Wykonaliśmy Przegląd projektowania dla produkcji (DFM) i stwierdzono, że cienkościenne sekcje ramienia o grubości 1,8 mm najprawdopodobniej ulegną odkształceniu, jeśli zostaną obrobione przy użyciu standardowego zacisku.

Nasza strategia:

• Zarządzanie stresem: Zaproponowaliśmy etapowy proces usuwania materiału: obróbka zgrubna, po której następuje 24-godzinny cykl odprężania, przed ostatecznym wykończeniem.
• Mocowania niestandardowe: Zaprojektowaliśmy dedykowane uchwyty próżnioweaby równomiernie rozłożyć siłę zacisku, zapobiegając efektowi „sprężynowania”, który często występuje w przypadku stopu 7075-T6 stosowanego w przemyśle lotniczym.
• Logika 5-osiowa: Aby zachować kątowe połączenie między mocowaniem silnika a głównym podwoziem, ustaliliśmy, że część musi zostać wykończona w pojedyncza konfiguracja na naszym Haas UMC-750.

Wyzwania projektu i redukcja kosztów o wartości dodanej

Ten główne wyzwaniebyło wewnętrzne kieszenie w obudowie gimbala, które charakteryzowały się złożonymi krzywiznami. Aby pomóc SkyVision w skalowaniu bez nadwyrężania budżetu na badania i rozwój, zasugerowaliśmyPrzetwarzanie hybrydowe podejście. Zmieniając niekrytyczne wewnętrzne zaokrąglenia z R0,5 na R1,5, umożliwiliśmy stosowanie frezów o większej średnicy przy wyższych prędkościach posuwu, skrócenie czasu obróbki (i kosztów) o 18% bez wpływu na integralność strukturalną i wagę.

Od programowania CAM do końcowej kontroli

Nasi programiści CNC wykorzystali Mastercam w celu opracowania szybkich ścieżek frezowania trochoidalnego, minimalizujących przenoszenie ciepła do przedmiotu obrabianego.

• Oś czasu: Pierwsze artykuły ukończono w ciągu 5 dni, a cała partia 20 zestawów została wysłana w ciągu 12 dni roboczych.
• Zapewnienie jakości: Każda krytyczna dana została zweryfikowana przy użyciu Sześciokątna współrzędnościowa maszyna pomiarowa. Dla każdego komponentu sporządziliśmy pełny raport wymiarowy (FAI) i certyfikaty materiałowe zakładu (Cert 3.1).
• Wynik: Klient poinformował o 30-procentowej redukcji rezonansu drgań podczas pierwszego testu w locie w porównaniu do poprzedniego prototypu.

Myślenie przyszłościowe: Propozycja optymalizacji Gen-4

Na podstawie naszego doświadczenia z tą dostawą, dostarczyliśmy już SkyVision Propozycja „Fazy 2” do następnej serii produkcyjnej.

Zamiast tradycyjnego 7075-T6 do mocowania silnika testujemy Kompozyt z matrycą metalową (MMC) lub potencjalnie Optymalizacja topologiczna Podejście (projektowania generatywnego). Wykorzystując tytanowe wkładki drukowane w technologii 3D w punktach mocowania narażonych na wysokie naprężenia, w połączeniu z formowaniem wtryskowym z włókna węglowego, wierzymy, że możemy obniżyć masę konstrukcyjną o kolejne 12%, jednocześnie zwiększając współczynnik tłumienia – rozwiązując problem drgań u źródła, a nie przez oprogramowanie.