Lösung komplexer Geometriefertigung: Dawangs Ansatz für unmögliche Teile

    

Haben Sie Probleme mit komplexen Teilegeometrien? Dawang Precision ist auf die Herstellung von Komponenten mit internen Kanälen, dünnen Wänden und organischen Formen spezialisiert, die andere nicht herstellen können. Lernen Sie unseren Ansatz kennen.

Als sich Aerospace Innovations Ltd mit ihrer neuen Satellitenleitkomponente an uns wandte, teilte uns ihr leitender Ingenieur mit: „Drei andere Hersteller sagten, das könne nicht hergestellt werden.“ Das Teil verfügte über interne Kühlkanäle, die komplexen gekrümmten Pfaden folgten, dünne Wände mit einer Dicke von nur 0,3 mm und erforderte Materialien, die bekanntermaßen schwer zu bearbeiten waren.

Dies war nicht unser erster „unmöglicher“ Teil und es würde nicht der letzte sein. Die Herstellung komplexer Geometrien stellt einen der anspruchsvollsten Aspekte der Präzisionstechnik dar. Bei Dawang Precision haben wir einen systematischen Ansatz zur Bewältigung dieser Herausforderungen entwickelt, der fortschrittliche Technologie mit fundiertem Materialwissen kombiniert.

Das betreffende Teil erforderte fünf spezifische Fähigkeiten, die den meisten Maschinenwerkstätten fehlen:

• Möglichkeit zur Bearbeitung von Innenkanälen mit wechselnden Durchmessern

• Einhaltung einer Toleranz von ±0,01 mm bei dünnen Wänden

• Verarbeitung von Titan 6Al-4V, das bekanntermaßen schwierig zu bearbeiten ist

• Oberflächengüte besser als Ra 0,4 µm in den Innenkanälen

• Dokumentation jedes Herstellungsschritts zur Einhaltung der Luft- und Raumfahrtvorschriften

Unsere Lösung umfasste einen vierstufigen Prozess, der für komplexe Geometrien zu unserem Standard geworden ist:

Stufe 1: Kollaborative Designanalyse

• Wir haben ein Team zusammengestellt, bestehend aus:

• Zwei erfahrene Maschinisten mit mehr als 25 Jahren Erfahrung

• Unser Spezialist für Materialwissenschaften

• Leiter der Qualitätssicherung

• Der Konstrukteur des Kunden

In drei virtuellen Sitzungen haben wir mehrere Probleme bei der Herstellbarkeit identifiziert. Das ursprüngliche Design hatte scharfe Innenecken, die nicht bearbeitet werden konnten. Wir schlugen Radiusmodifikationen vor, die die Funktion beibehielten und gleichzeitig die Produktion ermöglichten. Wir haben außerdem empfohlen, die Konsistenz der Wandstärke anzupassen, um die strukturelle Integrität zu verbessern.

Stufe 2: Hybrider Fertigungsansatz

• Wir haben eine Kombination von Technologien eingesetzt:

• 5-Achs-Bearbeitung für die Primärstruktur

• Mikro-EDM für die komplizierten internen Merkmale

• Elektrisches Polieren zur Verbesserung der Innenoberfläche

• CT-Scanning zur internen Dimensionsüberprüfung

Die Magie geschah in der Art und Weise, wie wir diese Vorgänge sequenzierten. Indem wir das Teil zu 80 % fertig bearbeiteten, dann EDM für die komplexesten internen Merkmale verwendeten und die kritischen Oberflächen mit Präzisionsbearbeitung abschließen, erzielten wir Ergebnisse, die mit der Einzelprozessfertigung nicht zu erreichen waren.

Stufe 3: Kundenspezifische Werkzeuglösungen

• Standardwerkzeuge würden für dieses Projekt nicht funktionieren. Wir haben Folgendes entworfen und hergestellt:

• Spezialwerkzeuge mit erweiterter Reichweite und Vibrationsdämpfung

• Kundenspezifische Vorrichtungen, die das Teil an 17 verschiedenen Punkten stützten

• Kühlsysteme, die die Temperatur während der Bearbeitung innerhalb von ±1 °C hielten

Stufe 4: Fortgeschrittene Metrologie

• Wir standen vor der Herausforderung, Innenmaße ohne zerstörende Prüfung zu überprüfen. Unsere Lösung umfasste:

• Industrielles CT-Scannen zur Erstellung von 3D-Modellen interner Strukturen

• Vergleich von Scandaten mit Original-CAD-Modellen

• Individuell entwickelte Softwarealgorithmen zur Analyse von Wandstärkenschwankungen

• Umfassende Berichterstattung zur Einhaltung der Luft- und Raumfahrtvorschriften

Die Ergebnisse übertrafen die Erwartungen:

• Die Teile erfüllten alle Maßvorgaben zu 100 %

• Die gemessene Oberflächengüte beträgt Ra 0,3 µm, besser als die Spezifikation

• Die Lieferung erfolgte zwei Wochen früher als geplant

• Die Kosten lagen 15 % unter dem Budget des Kunden

Was unseren Ansatz anders macht, ist nicht nur die Technologie, sondern auch die Denkweise. Wir haben gelernt, dass die Herstellung komplexer Geometrien Folgendes erfordert:

• Frühzeitige Zusammenarbeit mit Designteams

• Bereitschaft zur Kombination verschiedener Herstellungsverfahren

• Investition in Spezialwerkzeuge und Vorrichtungen

• Erweiterte Messfunktionen

• Gründliche Dokumentationspraktiken

Heute fliegt diese Satellitenkomponente auf sechs verschiedenen Raumfahrzeugen und Aerospace Innovations ist zu einem unserer wertvollsten Partner geworden. Seitdem haben sie uns sieben weitere „unmögliche“ Projekte beschert, von denen jedes die Grenzen dessen verschiebt, was die Fertigung leisten kann.