trọng giúp tăng mạnh năng suất trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ.
Tác giả: Peter Dickin, Giám đốc Marketing, Delcam
Những doanh nghiệp của tất cả các công đoạn trong chuỗi cung cấp sản phẩm, và những doanh nghiệp tham gia vào tất cả các chủng loại sản phẩm ngành công nghiệp hàng không vũ trụ đang thành công trong việc sử dụng công nghệ 5 trục nhằm nâng cao hiệu suất, cải thiện chất lượng, rút ngắn thời hạn giao hàng và trên cơ sở đó lợi nhuận tăng cao.
Tất nhiên, công nghệ gia công 5 trục không phải là một phát triển mới đối với các doanh nghiệp hàng không vũ trụ có quy mô lớn hơn và những nhà cung cấp có liên minh chặt chẽ hơn. Rất nhiều tổng số những doanh nghiệp này đã sử dụng cách tiếp cận này trong nhiều năm qua. Đến nay đã xảy ra những thay đổi lớn đó là công nghệ đã sẵn có đối với những nhà thầu phụ trong hệ thống cung cấp cho ngành. Năng Suất Trong Ngành
Công Nghiệp Hàng Không Vũ Trụ Không Vũ Trụ
This article can also be found in the April 2010 issue of Asia Pacific Metalworking Equipment News. To read this article, log on to www.equipment-news.com and download our eBook.
Read This Article In English
CAD/CAm
53Trước tiên, giá thành của các thiết bị máy móc 5 trục Trước tiên, giá thành của các thiết bị máy móc 5 trục
đã sụt giảm rất mạnh và xu thế này được dự đoán là sẽ còn tiếp diễn. Thứ hai, những tính năng 5 trục đã từng có thời chỉ phổ biến đối với thiết bị máy quy mô lớn thì hiện nay đã trở nên phổ biến trong các trung tâm gia công chế tạo quy mô nhỏ hơn được sử dụng cho các hình thức hợp đồng thầu phụ. Đồng thời, những phát triển mới về phần mềm gia công 5 trục bao gồm cả các hệ thống PowerMill và FeatureCAM CAM của Delcam đã giúp cho công tác lập trình các thao tác 5 trục trở nên dễ dàng hơn.
Phần mềm mô phỏng phức tạp hơn cũng đã được giới thiệu. Tính năng này giúp cho người sử dụng dễ dàng hơn trong công tác kiểm tra đường dẫn công cụ trên máy tính trước khi được gửi đến máy cắt kim loại và trên cơ sở đó có thể giảm thiểu những khả năng có thể gây ra va chạm hoặc ảnh hưởng.
NhữNg Lợi Ích Thu Được Từ côNg Nghệ gia côNg chế Tạo 5 Trục
Việc sử dụng thiết bị 5 trục tạo ra rất nhiều ưu việt so với thiết bị 3 trục truyền thống. Trước tiên, thiết bị này cho phép sử dụng các lưỡi cắt ngắn hơn do đầu của dụng cụ máy có thể được hạ thấp theo công tác gia công và hạ thấp lưỡi cắt hướng theo bề mặt. Với thiết bị 3 trục, những phần lỗ/hốc sâu chỉ có thể được thực hiện bằng cách gia tăng chiều dài của lưỡi cắt. Với những lưỡi cắt dài hơn này thì độ rung có thể gây mất chính xác và chất lượng bề mặt kém, do đó có thể cần phải giới hạn tốc độ.
Những lưỡi cắt ngắn hơn có thể được sử dụng cho công nghệ gia công 5 chiều giúp cho tốc độ cắt cao hơn không gây mất đi sự chính xác hoặc không gây biến dạng chất lượng bề mặt.
Khả năng có thể thay đổi góc giữa dụng cụ cắt và bề mặt sẽ được gia công cũng sẽ tạo ra những lợi ích khác. Với thiết bị 3 trục, lưỡi cắt hầu như là có phương thẳng đứng so với bề mặt khi gia công chế tạo một bề mặt gần như nằm ngang. Điều này có nghĩa là chỉ một phần nhỏ của dụng cụ cắt sẽ được sử dụng tại vị trí mũi trong đó tốc độ cắt hữu dụng là ở mức thấp nhất.
Dịch chuyển góc ăn khớp ra khỏi vị trí phương thẳng đứng tạo ra tốc độ cắt hữu dụng nhanh hơn bởi vì khoảng cách gia tăng của tiếp điểm tại mũi. Đồng thời cũng cải thiện tuổi thọ của dụng cụ cắt thông qua việc gia tăng phạm vi/tiết diện của dụng cụ được sử dụng.
Một lợi ích chủ đạo khác của công nghệ gia công 5 trục là khả năng gia công những hình dạng phức tạp trong một hệ thống lắp đặt đơn lẻ. Điều này giúp tiết kiệm thời gian đáng kể nếu so sánh với công tác gia công khi phải thực hiện một loạt các hệ thống lắp đặt.
Hơn nữa, với một loạt hệ thống lắp đặt thì sẽ luôn tiềm ẩn khả năng căn chỉnh không chuẩn xác sau mỗi lần chi tiết gia công dịch chuyển. Với những chi tiết phức tạp hơn, thì hệ thống kẹp giữ đặc chủng cần phải được trang bị nhằm kẹp giữ chi tiết một cách chắc chắn trong quá trình gia công. Thông thường thì mỗi hệ thống lắp đặt sẽ cần chi tiết kẹp giữ khác nhau. Bằng cách giảm số lượng hệ thống lắp đặt, công nghệ gia công 5 trục cũng có thể tiết kiệm thời gian và chi phí cho việc chế tạo nhiều chi tiết kẹp giữ khác nhau.
Những lợi ích của công nghệ gia công 5 trục là tạo cho nhà thầu phụ khả năng gia công các chi tiết phức tạp từ những tổ hợp mà có thể phải đúc mới chế tạo được. Đối với công tác sao chép và những lô gia công chế tạo rất nhỏ thì phương pháp tiếp cận này sẽ nhanh hơn và có chi phí thấp hơn nhiều. Thời gian thực hiện có thể là một hoặc hai tuần thay vì hai tháng hoặc nhiều hơn để thực hiện cho việc đúc chi tiết.
Cad/Cam
Công tác gia công phối được sử dụng chủ yếu để gia công cạnh thu nhỏ trong kết cấu rỗng mà theo đó hệ thống này tạo ra quá trình thi công nhanh hơn và hoàn thiện bề mặt tốt hơn.
CAD/CAm
Cad/Cam
Kết quả là, hiện nay ngày càng có nhiều doanh nghiệp thực hiện gia công nguyên mẫu thay vì sử dụng thiết bị nguyên mẫu nhanh. Cách tiếp cận này cho phép sản xuất những chi tiết chính xác hơn với cùng vật liệu mà sẽ được sử dụng để chế tạo chi tiết đó.
Lợi ích khác của công tác gia công trực tiếp đó là tiết kiệm khối lượng/trọng lượng mà đảm bảo khả thi với các chi tiết có thành mỏng. Thông thường, một chi tiết đúc sẽ yêu cầu chiều dầy thành khoảng 2mm, trong khi đó chi tiết gia công có thể được sản xuất với dung sai chuẩn xác và chiều dầy thành chỉ là 1mm.
Kết quả dẫn chiếu của lợi ích tiết kiệm về trọng lượng sẽ tạo ra những cơ hội trong việc giảm đáng kể chi phí nhiên liệu trên toàn bộ tuổi đời của máy bay. Thậm chí trong quá trình sản xuất dài hạn hơn, khi mà phương pháp đúc có thể là phương pháp có chi phí thấp hơn, thì tổng chi phí vòng đời của các chi tiết gia công có thể sẽ thấp hơn.
ThiếT Bị DạNg ĐịNh Vị hay LiêN Tục?
Hiện có hai chủng loại thiết bị để các doanh nghiệp có nhu
cầu đầu tư vào công nghệ gia công 5 trục có thể lựa chọn đó là thiết bị dạng định vị hay liên tục, mà công nghệ này còn được biết đến là công nghệ gia công 3 + 2, phần đầu được định hướng đến một loạt các vị trí và công tác gia công được thực hiện dưới dạng một loạt các thao tác riêng biệt nhau. Với công nghệ gia công chế tạo 5 trục liên tục, có thể có sự dịch chuyển đồng thời trên cả 5 trục.
Trong cả hai trường hợp, có hai chủng loại thiết bị riêng biệt. Trước hết với những thiết bị trong đó tất cả 5 trục chuyển động được tạo ra bằng cách thay đổi vị trí và định hướng của phần đầu.
Một phương án lựa chọn phổ biến hơn với những chi tiết nhỏ hơn là phải có phương cố định cho phần đầu, với hai trục được tạo ra bằng cách lai và/hoặc quay phần đế giữ định vị chi tiết gia công.
Có rất nhiều nhân tố dẫn đến công nghệ gia công 5 trục dạng định vị trở thành phương pháp tiếp cận được ưu tiên đối với rất nhiều doanh nghiệp nhỏ. Lý do không chỉ là thiết bị dạng định vị thường có chi phí thấp hơn. Một lý do quan
Trường Hợp Thực Tế 1:
Messier-Bugatti, Nhà cung cấp các hệ thống phanh cho máy bay, đã chuyển hướng sang PowerMill để hỗ trợ sự dịch chuyển sang công nghệ gia công 5 trục. Với sự thay đổi sang thiết bị máy móc 5 trục liên tục, công ty nhận thấy rằng cần phải có hệ thống CAM hiệu quả hơn để có thể tạo ra hầu hết những tính năng mới.
Tập đoàn Safran với lực lượng nhân viên 1.500 người trên toàn cầu, chủ yếu hoạt động tại Pháp, Hoa Kỳ và Singapore, công ty chuyên sây về các hệ thống phanh hàng không và đĩa phanh các-bon. Đã tiến hành trang bị cho trên 3.500 máy bay thương mại. Công ty đã trở thành đối tác của Airbus trong hơn 20 năm qua và cũng là nhà cung cấp OEM của Boeing, của Bombardier và Dassault Aviation.
Giám đốc phụ trách sản xuất Fonferrier và nhóm của mình tại công trình Molsheim tại miền Đông nước
Pháp đã thực hiện chạy thử với phần mềm PowerMill trên các bộ phận càng hạ cánh và hệ thống đường ống thủy lực. Kết quả thu được rất thuyết phục và trên cơ sở đó công ty đã mua phần mềm này vào năm 2007.
Ngoài ra, mặc dù hầu hết các chi tiết của hệ thống này được chế tạo bằng nhôm, Messier-Bugatti cũng thực hiện gia công trên vật liệu Titan. Đây là vật liệu có nhu cầu rất cao mà có yêu cầu đường dẫn công cụ chất lượng cao.
Ste’phane Schneider, kỹ sư công nghệ chế tạo, đã Mô tả vì sao phần mềm Delcam đã trở thành tài sản của họ. “Chúng tôi thấy rằng rất dễ để nhập các chi tiết CATIA vào PowerMill để thực hiện thao tác lập trình” ông Ste’phane Schneider giải thích. “Chúng tôi kiểm tra đường dẫn công cụ với Vericut. Nếu cần thiết, chúng tôi có thể chỉnh sửa bất kỳ phần nào của đường dẫn công cụ trước khi gia công các chi tiết.”
Trong số những ưu điểm mà