Was sind die Vorteile der Verwendung von Wasserstrahlen für Luft- und Raumfahrtlegierungen?

In der Vergangenheit haben sich Luft- und Raumfahrtmaschinen nur auf Aluminium für ihre Maschinen verlassen. Während dies in der Vergangenheit sehr nützlich war, hat der technologische Fortschritt die Verwendung zusätzlicher Legierungen ermöglicht, die für die Verbraucher oft vorteilhafter und sicherer sind. Mit der Hinzufügung neuer Legierungen haben wir eine erhöhte Nachfrage nach zusätzlicher Ausrüstung festgestellt, die sich von herkömmlichen Schneidwerkzeugen unterscheidet. Das Wasserstrahlschneiden ist eine Technologie, die sowohl für die Luft- und Raumfahrtindustrie als auch für die Unternehmen, die die Schnitte vornehmen, aus einer Reihe von Gründen nützlich ist, wie unten aufgeführt.

Auswahl an Legierungen

Wasserstrahlschneiden kann auf praktisch jedem Metall durchgeführt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:Aluminium, Inconel, Titan, Edelstahl, Messing und 4130. Praktisch jedes bekannte Material. Dies ermöglicht es Luft- und Raumfahrtunternehmen, Ressourcen zu nutzen, die für sie am vorteilhaftesten sind, je nachdem, wofür sie sie benötigen, anstatt sich nur auf die ihnen zur Verfügung stehenden Schneidmaschinen verlassen zu müssen. Unterschiedliche Legierungen können je nach Stärke, Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit verwendet werden, je nach Maschinen und Technologie, nicht nach Verfügbarkeit und Flexibilität der Legierungen.

Schneiden von Titan

Titan erweist sich in der Luft- und Raumfahrtwelt aus gutem Grund als das Metall der Zukunft. Es wiegt etwa halb so viel wie seine Stahlkonkurrenten, hat aber fast die doppelte Zugfestigkeit, bis zu 200.000 psi, was die Festigkeit betrifft. Es ist auch sehr flexibel und hat eine fantastische Elastizität im Vergleich zu seinen Gegenstücken aus Stahl, wodurch Risse und Brüche beim Schneiden reduziert werden.

Aufgrund dieser Vorteile ist es jedoch ein sehr hartes Metall, das bearbeitet und geschnitten werden kann. Eigentlich fast unmöglich.

Das Wasserstrahlschneiden bringt das Beste aus beiden Welten zusammen, indem es das Präzisionsschneiden von Titan ohne die herkömmlichen, nicht kosteneffektiven Mittel ermöglicht. In der Vergangenheit mussten bis zu 90 % des Titans weggefräst werden, bevor das Teil fertig war. Wasserstrahlschneidetechnologie, die keine Wärme verwendet, reduziert das Fräsen auf nahezu Null.

Dickenbereich

Herkömmliche Schneidverfahren erfordern neue Maschinen und Werkzeuge für unterschiedliche Dicken. Die Verwendung von Wasserstrahlschneiden ermöglicht Dicken von bis zu 11 Zoll ohne den Einsatz zusätzlicher Maschinen, wodurch die Herstellungskosten gesenkt und der Platzbedarf reduziert wird, um all die verschiedenen Metalle und Verbundwerkstoffe zu schneiden, die für die heutige Luft- und Raumfahrttechnologie benötigt werden.

Flexibilität durch traditionelle Teile

In der Vergangenheit wurde das Wasserstrahlschneiden nur zur Herstellung von Verbundteilen, Turbinentriebwerksschaufeln und einigen Teilen des Strahltriebwerks selbst verwendet. Mit dem technologischen Fortschritt und der Verfügbarkeit neuer Legierungen ist das Wasserstrahlschneiden jetzt für viele weitere Luft- und Raumfahrtteile verfügbar, was eine Vielzahl von Möglichkeiten für Schneidunternehmen eröffnet und die Sicherheit und Effizienz für Luft- und Raumfahrtunternehmen erhöht. Darüber hinaus ermöglicht das Hinzufügen der 3-D- und Mehrachsentechnologie des Wasserstrahlschneidens ein weitaus zeitnäheres und kostengünstigeres 3-D-Teil als herkömmliche Herstellungsmethoden, die zuvor verwendet wurden.

Präzision der nächsten Generation

In der Luft- und Raumfahrt ist die Fehlerquote hauchdünn. Herkömmliche Wasserstrahlschneider verwenden beim Schneiden fast 60.000 PSI, was die ohnehin schon außergewöhnlich geringe Fehlerquote erheblich reduziert. Intelligent Cutting Solutions (ICS) verwendet Wasserstrahlmaschinen mit 90.000 PSI. Dies bringt eine Genauigkeit von +/- 0,003 Zoll und bietet eine nahezu Nettoform. Da die Geschwindigkeit und der Wasserfluss während des Schneidens geändert werden können, ermöglicht das Wasserstrahlschneiden außerdem eine unterschiedliche Kantenverfügbarkeit, die traditionell bei schwer zu bearbeitenden Metallen, die in der Luft- und Raumfahrt verwendet werden, wie Titan, nicht verfügbar ist. Drittens beträgt die Schnittfuge beim Wasserstrahlschneiden typischerweise etwa 0,040 Zoll, was eine erhebliche Verbesserung gegenüber den herkömmlichen Schneidtechniken darstellt; Hinzufügen eines zusätzlichen Vorteils für das Wasserstrahlschneiden. Da beim Wasserstrahlschneiden kein Grat entsteht und keine manuelle Nachbearbeitung erforderlich ist, erhält man ein Produkt, das mit unerhörter Präzision einheitlich ist.

Kosteneffizienz

Aufgrund der minimierten Kosten für die Befestigung und Werkzeugausstattung des Wasserstrahlschneidens im Vergleich zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen sind Wasserschneider in der Lage, Produkte schneller und mit weit weniger Ausschuss herzustellen als herkömmliche Werkzeugmethoden, die ein viel kostengünstigeres Produkt liefern als herkömmliche Methoden, die mehr Ressourcen für die Forschung bereitstellen sowie Entwicklungs- und Sicherheitsmaßnahmen. Darüber hinaus ist keine Kantenreinigung erforderlich und die Teile können sofort verwendet werden, wodurch die Arbeitskosten für die Herstellung erheblich gesenkt werden.

Skalierbarkeit

Die Weiterentwicklung der mathematischen Verfahren und der Projektion der Wasserstrahltechnologie seit ihrer Erfindung im Jahr 1984 war beeindruckend. Aus diesem Grund hat sich die Skalierbarkeit erheblich erhöht, was eine viel kostengünstigere Option im Vergleich zu herkömmlichen Schneidetechnologien ermöglicht. Oft können Maschinen mit einem einzigen Prototyp zwischen 1 und 10.000 herstellen. Der Wechsel von verschiedenen Legierungen zu unterschiedlichen Schnittgeschwindigkeiten ist der Schlüssel zur Skalierbarkeit, und nichts ist schneller und effektiver als Wasserstrahltechnologien im Vergleich zu herkömmlichen Schneidmethoden.

Kaltwasserschneiden

Da man sich keine Gedanken über das Hinzufügen von Wärme machen muss, lässt sich die ohnehin nahezu unmögliche Fehlerspanne bei Legierungen für die Luft- und Raumfahrt noch weiter verkleinern. Untersuchungen zeigen, dass die Zufuhr von Wärme beim Schneiden von Metallen für die Luft- und Raumfahrt, insbesondere von Titan, mikroskopische Risse und Grate verursacht und das Metall bis zu einem Punkt verändert, an dem es möglicherweise nicht mehr so ​​gut funktioniert wie das Material vor der Wärmezufuhr. Die No-Heat-Technologie der Wasserstrahldüsen verhindert, dass das Endprodukt verformt, thermisch beschädigt oder durch Stress beschädigt wird, wodurch die Notwendigkeit reduziert wird, den hitzegeschädigten Teil des Produkts zu entfernen, wie es von Luft- und Raumfahrtingenieuren auf dem heutigen Markt gefordert wird.

Umweltfreundlich

Die ausschließliche Verwendung der natürlichen Ressourcen Wasser und Granat/Sand ermöglicht es Wasserstrahlschneidern, Dienste für fortschrittliche Technologien bereitzustellen, ohne die Ressourcen der Erde zu opfern. Da keine Chemikalien oder Hitze verwendet werden, wird die Luft nicht geschädigt und die Bediener der Wasserstrahlmaschinen sowie die Verbraucher und Ingenieure des Endprodukts werden nicht potenziell schädlichen Giftstoffen ausgesetzt. Die Wasserstrahltechnologie bietet ein umweltfreundliches Verfahren in einem Raum, der normalerweise keine Option bietet, die wir voraussichtlich in absehbarer Zukunft nutzen können. Das Wasserstrahlschneiden, insbesondere von Legierungen, ist allen herkömmlichen Werkzeug- und Schneidmethoden vom Umweltstandpunkt aus um Längen überlegen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Bedarf an Wasserstrahlschneiden weiter wächst, da Technologie und Luft- und Raumfahrttechnik weiterhin mit halsbrecherischer Geschwindigkeit voranschreiten.

Ohne die Sicherheit zu gefährden, ermöglichen Wasserstrahlschneiden und -herstellung, wie oben gezeigt, präzise und kostengünstige Schnitte. Dies führt letztendlich zu einer für beide Seiten vorteilhaften Beziehung sowohl für Hersteller als auch für Luft- und Raumfahrttechnologieunternehmen und Ingenieure, die dann zum Nutzen der Verbraucher von Luft- und Raumfahrtprodukten und -dienstleistungen fließt. Darüber hinaus ist der Wasserstrahl im Vergleich zu anderen Schneidmethoden relativ neu, was bedeutet, dass wir möglicherweise nur an der Oberfläche dessen gekratzt haben, was seine Fähigkeiten wirklich sind. Mit der Möglichkeit, zusätzliche Legierungen speziell im Luft- und Raumfahrtbereich zu verwenden, sowie unserem anhaltenden Bedarf an zusätzlichen Luft- und Raumfahrtprodukten und -technologien aufgrund des Fortschritts der Menschheit, sieht die Zukunft sehr rosig aus, und das Wasserstrahlschneiden weist den Weg darüber hinaus traditionelle Schnittmethoden!