Industria aerospațială de aluminiu turnat, sectorul aerospațial este una dintre cele mai sofisticate și provocatoare industrii, cu o presiune tot mai mare pentru a proiecta componente mai ușoare, mai puternice și mai eficiente. Printre materialele majore care au venit mai devreme la astfel de provocări se numără aluminiul, în special atunci când este aplicat în diferite metode de turnare. Datorită caracteristicilor speciale ale materialului, care includ rezistența, durabilitatea și reducerea greutății, care sunt primordiale pentru performanța aeronavelor și a navelor spațiale, piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială au devenit componente esențiale ale acestei industrii. 

Procesele de turnare pentru producerea componentelor aerospațiale din aluminiu se referă în multe feluri la diferite varietăți de procese de turnare, cum ar fi turnarea aerospațială în nisip și turnarea aerospațială sub presiune. Piesele mai mari, mai complicate și mai mici sunt în mod normal turnate prin turnare cu nisip aerospațial, iar piesele mai mici de volum mare și exacte sunt în mod normal turnate prin scule de turnare sub presiune aerospațială. Cele două strategii asigură producerea de piese detaliate de înaltă calitate, ceea ce este foarte exigent în domeniul aerospațial.

Acest articol vă va introduce în lumea pieselor turnate din aluminiu aerospațial, tipurile, utilizarea, procesul, avantajele și viitorul acestora.

Deci, ce sunt piesele turnate din aluminiu aerospațial la toate?

În forma sa cea mai simplă, termenul piese turnate din aluminiu aerospațial înseamnă pur și simplu piese și componente din aluminiu care sunt realizate prin metode de turnare. Aici, turnarea se referă la turnarea aluminiului topit în forme și forme folosind matrițe pentru a produce diferite forme și forme utilizate în segmentele aerospațiale. Aceste piese turnate joacă un rol-cheie în majoritatea avioanelor comerciale și militare, nave spațiale și alte dispozitive aerospațiale.

Aluminiul este utilizat în industria aerospațială datorită greutății sale reduse și a raportului rezistență/greutate ridicat. Datorită materialelor de înaltă calitate necesare în astfel de industrii, utilizarea de materiale foarte rezistente care funcționează bine în condiții climatice severe și sunt ușoare a dus la creșterea utilizării aliajelor de aluminiu în producția de componente aerospațiale. În plus, nivelul de rezistență la coroziune, precum și rezistența ridicată la oboseală a aluminiului, se adaugă la importanța superioară a aluminiului în ingineria aerospațială.

Procesul de turnare a aluminiului aerospațial

Procesul de fabricație a turnării de aluminiu aerospațial este, de asemenea, foarte important pentru realizarea unor astfel de piese de înaltă performanță care sunt utilizate în companiile aerospațiale. Acesta este un proces complicat prin care se realizează mai multe etape pentru a se asigura că produsul final îndeplinește standardele exigente de rezistență, durabilitate și precizie necesare în cazul produselor aerospațiale. Acest proces poate diferi în funcție de metoda de turnare, de exemplu, turnare în nisip aerospațială sau scule turnate sub presiune aerospațială, dar principiile generale sunt practic identice.

1. Crearea modelului

Procesul inițial în procedura de realizare a pieselor turnate din aluminiu aerospațial este realizarea unui model al piesei care urmează să fie turnată. Acesta este o replică a produsului final și, de obicei, este realizat din materiale precum ceară sau metal. Modelul este aruncat într-o matriță (de obicei folosind turnarea în nisip aerospațială) sau este creat pe un model pe o matriță (scule de turnare sub presiune aerospațială). Acest lucru este important pentru a stabili dimensiunile și formele problematice ale piesei.

2. Fabricarea matrițelor

Odată ce modelul este realizat, se creează o matriță în jurul modelului. În procesul de turnare cu nisip, modelul poate fi conținut prin compactarea nisipului (fin) în jurul său pentru a forma o cavitate. În timpul turnării sub presiune, se utilizează o matriță metalică. Matrița trebuie să asigure că aluminiul topit nu este topit prin temperatura sa ridicată, dar cerința este ca toate părțile cavității să fie umplute cu material. Metoda de turnare determină tipul de matriță care urmează să fie utilizată, turnare în nisip aerospațială sau scule turnate sub presiune aerospațială.

3. Topirea aluminiului

Etapele ar fi a doua etapă de topire a aluminiului până la obținerea unui finisaj topit. În funcție de procesul care se efectuează, este normal să se încălzească aluminiul la o temperatură cuprinsă între 700/8800. Apoi, aluminiul lichid este gestionat cu atenție pentru a evita impuritățile și urmele. Acest lucru joacă un rol esențial, mai ales în industria aerospațială, unde precizia și calitatea materialului sunt vitale.

4. Turnarea aluminiului topit

După topirea aluminiului, acesta este turnat în matriță. În cazul sculelor aerospațiale turnate sub presiune, aluminiul topit este forțat sub presiune ridicată în cavitate, astfel încât fiecare cavitate să fie umplută cu precizie. Aluminiul este turnat manual sau printr-un sistem automatizat în cazul turnării aerospațiale în nisip. Mai multe defecte pot apărea în timpul turnării din cauza unui control deficitar al procesului de turnare și includ: bule de aer, fisuri sau umpluturi incomplete.

5. Solid și răcire

Odată ce aluminiul topit este distribuit în matriță, acesta începe să se răcească. Solidificarea acestui proces de răcire trebuie să fie uniformă și nu trebuie să se deformeze sau să se fisureze. În procesul de turnare în nisip aerospațial, temperatura poate varia în funcție de grosimea și complexitatea piesei. Procesul de turnare sub presiune are o răcire mai uniformă, datorită matriței metalice, iar piesa metalică se solidifică rapid.

6. Îndepărtarea mucegaiului

Atunci când aluminiul este complet solid, presa este îndepărtată în timp util. În cazul turnării cu nisip în industria aerospațială, nisipul este îndepărtat prin fracturare pentru a expune piesa care a fost turnată. În cazul turnării sub presiune, matrița metalică este deschisă, iar piesa este ejectată. Acesta este un pas delicat care necesită atenție pentru a nu se produce deteriorări în momentul în care piesa este îndepărtată.

7. Post-procesare

Procesul de postprocesare a unei piese turnate urmează îndepărtării matriței. În această etapă, candidatul îndepărtează orice material inutil, de exemplu, sprue sau gating, din acea piesă turnată. De asemenea, piesei i se pot aplica mai multe procese, cum ar fi prelucrarea, lustruirea sau încălzirea pentru a obține finisajul de suprafață, dimensiunile și caracteristicile mecanice necesare. Este mai semnificativ pentru așa-numitele piese turnate aerospațiale care au nevoie de o precizie ridicată pentru a fi mutate la cerințele aerospațiale stricte.

8. Inspecție și testare

O fază strictă de inspecție și testare presupune ultima etapă a procesului. Inspectorii verifică fiecare piesă de aluminiu turnat aerospațial care ar putea avea o fisură, porozitate sau eroare dimensională. Integritatea piesei este adesea determinată prin metode de testare nedistructive, cum ar fi inspecția cu raze X sau cu ultrasunete. Piesele care satisfac aceste inspecții sunt considerate a fi gata de utilizare în industria aerospațială.

Tipuri de turnare a aluminiului aerospațial

Mai multe varietăți de piese turnate din aluminiu aerospațial sunt utilizate în domeniul aerospațial pentru a face piese de înaltă calitate într-o multitudine. Ambele tehnici au avantajele lor exclusive care vor satisface nevoile unei anumite industrii aerospațiale.

1. Sand Casting Aerospațial

Există, de asemenea, o turnare cu nisip aerospațială care poate fi utilizată pentru componente mai mari și mai complexe. Modelele sunt plasate sub matrițe de nisip și turnate cu aluminiu topit pentru a realiza componente de lungă durată, cum ar fi carcasele turbinei sau suporturile motorului. Aceasta este cea mai potrivită metodă de fabricare a componentelor complexe și mari care sunt extrem de rezistente.

2. Scule de turnare sub presiune aerospațială

Aerospațial turnat sub presiune scule se referă la injectarea la presiune ridicată a aluminiului topit în matrițe create din metal. Este ideal atunci când este necesar un volum mare de piese exacte și consecvente, inclusiv aspecte ale motoarelor și suporturilor de susținere. Oferă un finisaj superior și precizie dimensională

3. Turnarea permanentă a matrițelor

Matrițele folosite în turnarea permanentă a matrițelor sunt fabricate din metal și creează componente care au proprietăți mecanice remarcabile combinate cu o rezistență ridicată. Procesul este cel mai potrivit pentru fabricarea pieselor ușoare, dar rezistente, cum ar fi cadrele și carcasele aeronavelor.

4. Turnare de investiții

Piesele turnate de înaltă precizie, cum ar fi paletele turbinelor, sunt turnate prin procedeul de turnare în investiție sau prin procedeul cerii pierdute. Aceasta produce componente foarte detaliate cu toleranțe strânse, ceea ce este esențial în cazul componentelor aerospațiale care au specificații stricte.

5. HPDC Die Casting

Acest proces se realizează prin injectarea de înaltă presiune a aluminiului topit în matrițe. Acesta poate fi utilizat pentru a produce piese repetabile de înaltă calitate, inclusiv sisteme de control și suporturi de motor, care sunt puternice și ușoare.

6. Turnare centrifugă

Turnarea centrifugă utilizează piese cu densitate uniformă formate prin aplicarea rotației, ceea ce este potrivit pentru piesele cilindrice, cum ar fi arborii conducătorului și rulmenții. Procesul are scopul de a elimina orice defecte și de a oferi o proprietate standardizată a materialului în turnarea care este menționată ca piese turnate din aluminiu aerospațial.

Materiale folosite pentru turnarea aluminiului aerospațial

Materialele necesare pentru fabricarea pieselor turnate din aluminiu pentru industria aerospațială trebuie să aibă o rezistență extremă, să fie ușoare și să poată rezista la condiții ostile. Aliajele de aluminiu utilizate ulterior în aplicațiile aerospațiale ale pieselor turnate din aluminiu includ următoarele, deoarece acestea posedă anumite caracteristici care sunt considerate în utilizarea în mediile aerospațiale severe.

1. Aluminiu 356

Getter de turnare este extrem de comună, utilizată în (printre alte aliaje) aliaj de aluminiu aerospațial. Este foarte bun în ceea ce privește proprietățile de turnare, foarte rezistent la coroziune și este mai ușor. Este utilizat în principal la fabricarea pieselor din industria aerospațială, inclusiv blocuri motor, carcase de turbine și structura aeronavelor. Acest aliaj este puternic și adecvat pentru condiții de temperatură ridicată.

2. Aluminiu 7075

Al 7075 este un metal dur, cu rezistență ridicată la stres, precum și la oboseală. Acest aliaj se regăsește în turnarea aerospațială, unde proprietățile mecanice ale piesei finite trebuie să reziste la un nivel ridicat de utilizare, inclusiv lonjeroane de aripă, structură de cadru aerian și piese de tren de aterizare. Chiar dacă este mai greu de turnat, în comparație cu alte tipuri de aliaje de aluminiu, acesta se numără printre cele mai bune opțiuni atunci când se iau în considerare aplicații aerospațiale de înaltă performanță.

3. Aluminiu 2024

Multe componente din industria aerospațială sunt fabricate din aluminiu 2024, care posedă un raport rezistență/greutate favorabil, precum și rezistență la oboseală. Acest aliaj turnat este comun în industria aerospațială în piese turnate în nisip, cum ar fi aripile aeronavelor, fuselajul și alte piese unde se întâlnesc tensiuni, în special în proiectarea structurală a aeronavelor. Aluminiul 2024 oferă o bună prelucrabilitate și este foarte apreciat în ceea ce privește rezistența la stres, în special în condiții de lucru prelungite.

4. Aluminiu 319

Piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială sunt de obicei fabricate cu aluminiu 319, deoarece acest tip de material are calități excelente de turnare și proprietăți bune de uzură. Acest aliaj este foarte răspândit în procesul de turnare în nisip din industria aerospațială pentru a realiza componente de motor, carcase și piese structurale. Are o rezistență excelentă și rezistă la medii cu temperaturi ridicate, fiind astfel potrivit pentru componente care prezintă uzură și stres ridicate.

5. Aluminiu 6061

Unul dintre cele mai polivalente aliaje când vine vorba de producția aerospațială este aluminiul 6061. Acesta oferă o combinație minunată de rezistență, rezistență la coroziune și prelucrabilitate și, prin urmare, se potrivește unei structuri, precum și pieselor de înaltă performanță. Acesta își găsește aplicarea în spectrul larg de turnare aerospațială a aluminiului, care include cadre de aeronave, aripi și părți ale navei spațiale.

6. Aluminiu 5083

Aluminiul 5083 poate rezista la coroziune pe scară largă și este cel mai frecvent utilizat în aplicații marine și aeriene, deoarece obiectele sunt susceptibile de a fi expuse la condiții drastice. Este foarte rezistent, ușor de modelat și este excepțional de sudabil. Este aplicat în mod special pieselor din medii supuse apei sărate, cum ar fi piesele din aeronave și nave spațiale.

Aplicații aerospațiale pentru piese turnate din aluminiu

La fabricarea diferitelor piese din sectorul aerospațial, ar trebui să se utilizeze piese turnate din aluminiu aerospațial. Aceste proprietăți (ușor de manipulat, puternice și elastice) le califică pentru a fi utilizate în majoritatea domeniilor de aplicare din industria aerospațială.

1. Componente structurale pe aeronave

Piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială formează o mare parte din structura aeronavelor, cum ar fi fuselajele, trenurile de aterizare și structurile aripilor. Aceste componente trebuie să aibă o greutate redusă, dar o rezistență ridicată, și necesită un raport rezistență/greutate adecvat, pe care îl pot oferi piesele turnate din aluminiu. Materiale precum lonjeroanele și pereții etanși ai aripilor profită de faptul că aluminiul este capabil să reziste efortului de zbor, rămânând totuși la o greutate minimă.

2. Componentele motorului

Piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială sunt utilizate pentru fabricarea multor componente ale motorului unui avion, cum ar fi blocurile motorului, carcasele turbinei și suporturile. Disiparea puternică a căldurii de către aluminiu îl face util în îngrijirea căldurii puternice a motorului, iar natura sa ușoară contribuie la economia generală de combustibil. O parte din componentele care sunt fabricate prin utilizarea pieselor turnate aerospațiale contribuie la îmbunătățirea performanței motorului combinat, reducând în același timp greutatea.

3. Acționatoare și sisteme de control

Piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială sunt de o importanță capitală în fabricarea elementelor încorporate în sistemele de control ale aeronavelor, inclusiv actuatoarele, supapele și pompele. Aceste componente trebuie să aibă standarde ridicate de precizie și durabilitate pentru a asigura o funcționare sigură și de succes. Piesele turnate din aluminiu oferă, de asemenea, cele mai bune materiale necesare în astfel de piese de înaltă performanță.

4. Învelitori și carcase pentru avioane

Aeronavele au carcase ale sistemelor lor electrice și/sau electronice realizate din aluminiu turnat. Aceste carcase sunt utilizate pentru a proteja echipamentele sensibile, deși acestea sunt ușoare. Utilizarea pieselor turnate din aluminiu aerospațial asigură faptul că aceste componente pot rezista la condițiile meteorologice, inclusiv la vibrații, umiditate și temperaturi ridicate.

5. Piese pentru trenul de aterizare

Componentele trenului de aterizare, de asemenea, sunt fabricate cu piese turnate aerospațiale ca o componentă cheie; piesa trebuie să reziste la sarcinile și solicitările mari de la decolarea, aterizarea și rularea aeronavelor. Piesele turnate din aluminiu sunt preeminente în ceea ce privește rezistența și rezistența la oboseală în aplicații precum montanții, actuatoarele și butucii roților.

6. Componente ale navei spațiale

Reducerea greutății și robustețea sunt și mai importante în cazul unei nave spațiale. Piese turnate din aluminiu aerospațial: Acestea pot fi, de asemenea, găsite într-o serie de aplicații pe nava spațială, cum ar fi piese în structură, piese ale motorului și componente ale echipamentului. Capacitatea de forme complexe cu turnare de înaltă precizie permite producția de piese cu nevoi personalizate care aderă la nevoile extreme ale călătoriilor spațiale.

Avantajele turnării de aluminiu aerospațial

Piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială au unele beneficii pentru industria aerospațială. Principalele avantaje ale acesteia sunt:

Ușoare și rezistente

Aluminiul este în mod natural ușor în greutate, iar acest aspect este foarte important în industria americană. Pierderea de greutate care nu implică pierderea de rezistență se traduce prin îmbunătățirea consumului de combustibil și a performanțelor în general. Raportul său rezistență/greutate este, de asemenea, unul dintre cele mai bune dintre toate materialele aplicate în producția aerospațială în ceea ce privește piesele turnate din aluminiu.

Cost-eficacitate

Procesele de turnare a aluminiului, inclusiv turnarea în nisip pentru industria aerospațială și sculele turnate sub presiune pentru industria aerospațială, ar putea implica o investiție inițială mare în unelte și echipamente, dar acestea reduc costurile pe termen lung. Rezervele extinse de aluminiu și eficiența procedurilor de turnare permit materialului să fie o opțiune accesibilă în producția pe scară largă de piese aerospațiale.

Rezistența la coroziune

Una dintre cele mai importante abilități ale acestora este rezistența la coroziune, deoarece aluminiul este un material ideal datorită mediului extrem din aer și spațiu. O astfel de rezistență la coroziune mărește durata de viață a diferitelor componente și minimizează numărul de ori în care diferitele piese trebuie întreținute și, deoarece aluminiul este cel mai bun material din industria aerospațială.

Probleme și tendințe viitoare

Deși avantajele pieselor turnate din aluminiu pentru industria aerospațială sunt copleșitoare, acestea prezintă și probleme care trebuie rezolvate. Printre principalele provocări se numără calitatea pieselor turnate, în special atunci când este vorba de piese cu un design sau o geometrie complexă. Unele dintre aceste provocări sunt abordate prin noi progrese tehnologice, cum ar fi dezvoltarea unor materiale de turnare mai noi și mai bune și imprimarea 3D a modelelor de turnare.

Există speranțe pentru creșterea viitoare în domeniul pieselor turnate din aluminiu pentru industria aerospațială, unde tehnologia de turnare și dezvoltarea aliajelor vor avansa. De asemenea, se realizează piese turnate mai bune din aliaje noi care au proprietăți îmbunătățite pentru a îmbunătăți și mai mult proprietățile în condiții aerospațiale extreme. De asemenea, datorită introducerii unor practici mai durabile în industria aerospațială, reciclarea pieselor turnate din aluminiu capătă tot mai multă importanță.

GC Precision Mold: Cel mai bun suport pentru turnarea aerospațială a aluminiului

La GC Precision Mold, am dezvoltat o nișă unică în producerea de piese turnate din aluminiu de înaltă calitate pentru industria aerospațială și servicii de scule de precizie. Capacitățile noastre de producție de înaltă tehnologie, în special turnarea aerospațială în nisip și sculele aerospațiale turnate sub presiune, produc piese care utilizează cele mai înalte standarde de calitate din industrie. Suntem specializați în fabricarea de piese turnate aerospațiale cu un standard extrem de ridicat de precizie și robustețe; echipa noastră de specialiști este dedicată asigurării că fiecare piesă are cea mai înaltă calitate posibilă, ceea ce ne face un furnizor de încredere de piese turnate aerospațiale. Grija față de client este în ADN-ul nostru; oferim servicii inovatoare și consecvente / soluții la toate cerințele dvs. de turnare aerospațială.

Concluzie

Pentru a rezuma totul, piesele turnate din aluminiu pentru industria aerospațială reprezintă o parte esențială a procesului de producție aerospațială de astăzi. Piesele turnate din aluminiu constituie nucleul majorității pieselor aerospațiale - fie că este vorba de rezistența structurală a unei aeronave sau de funcționarea motorului. Metodele, cum ar fi turnarea în nisip pentru industria aerospațială sau chiar sculele turnate sub presiune pentru industria aerospațială, sunt îmbunătățite continuu și sunt mai precise și mai eficiente. Aluminiul are calități valoroase care l-au făcut să devină un material important în industria aerospațială datorită ușurinței sale și rezistenței la coroziune. Viitorul pieselor turnate din aluminiu în industria aerospațială este strălucit pe măsură ce tehnologiile evoluează și este foarte probabil ca performanțele și inovațiile acestora să continue trendul ascendent.

Întrebări frecvente 

1. Ce tip de piese turnate aerospațiale din aluminiu oferiți?

Avem o varietate de servicii aerospațiale de turnare a aluminiului, care includ scule aerospațiale turnate sub presiune și turnare cu nisip aerospațial la GC Precision Mold. Acestea sunt dezvoltate pentru a se potrivi cerințelor exacte ale industriei aerospațiale la perfecțiune și certifică toate instituțiile în ceea ce privește precizia și fiabilitatea.

2. Care este procesul dvs. de verificare pentru a asigura calitatea pieselor dvs. turnate pentru industria aerospațială?

În plus, punem accentul pe controlul calității în toate etapele procesului de fabricație. Aluminiul nostru turnat aerospațial este testat riguros, implicând teste de inspecție nedistructive precum raze X, ultrasunete și așa mai departe. Acest lucru asigură că fiecare piesă are cele mai înalte standarde din industrie în ceea ce privește durabilitatea și performanța.

3. În ce industrii furnizați servicii de casting?

GC Precision Mould și-a asumat specialitatea de a deservi sectorul aerospațial, prin care furnizează piese turnate din aluminiu de înaltă precizie utilizate în construcția de aeronave și piese spațiale. De asemenea, putem realiza piese turnate speciale utilizate în alte industrii care au nevoie de compoziții rezistente, ne-greoaie și robuste.

4. Aveți capacități la scară mică și la scară mare?

Într-adevăr, avem o capacitate de producție versatilă, astfel încât să satisfacem cerințele la scară mică și la scară largă. Nevoile dvs. pot include turnarea unui prototip sau o producție de volum mare; indiferent, piesele turnate din aluminiu aerospațial pot fi produse folosind aceeași precizie și rezultate bazate pe calitate.

5 . Ce face GC Precision Mold diferită de alte industrii de turnare?

La GC Precision Mold, avem tehnologie de ultimă generație și performanțe excelente. Avem cunoștințe vaste în ceea ce privește turnarea aerospațială și folosim metode avansate de turnare, cum ar fi sculele de turnare sub presiune aerospațială, pentru a realiza componente foarte detaliate și rezistente. Punem accentul pe furnizarea de soluții tehnologice noi și servicii de încredere care răspund cerințelor specifice pieței aerospațiale.