Aluminiumgusstoleranzen für die Luft- und Raumfahrt

Im Streben nach Gewichtsminimierung werden Flugzeugkomponenten wie Krümmer, Adapterports und Gehäuse ihrem Designideal näher gebracht, erfordern aber auch weniger Variabilität in der Fertigung. Gießen ist ein wichtiger Prozess zur Gewichtsreduzierung, aber ein gründliches Verständnis der Gießtoleranzen ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Sicherheitsfaktoren eingehalten werden.

Einsatz von Aluminium in der Luft- und Raumfahrt

Aluminium hat eine sehr hohe spezifische Festigkeit, was bedeutet, dass es zu leichten, aber starken Teilen verarbeitet werden kann. Es widersteht auch Korrosion und Ermüdung. Einige moderne Verbundwerkstoffe bieten eine überlegene Leistung, sind jedoch im Vergleich zu Aluminium mit einem erheblichen Kostennachteil verbunden. Es kann auch schwierig sein, die strukturelle Integrität von Verbundwerkstoffen zu überprüfen. Aus diesen Gründen wird Aluminium in modernen Luft- und Raumfahrtstrukturen immer noch in großem Umfang sowohl in geschmiedeter als auch in gegossener Form verwendet.

Aluminium wird fast immer als Legierung verwendet. Als Legierungselemente werden hauptsächlich Silizium, Kupfer, Magnesium und Zink verwendet. Diese beeinflussen Eigenschaften wie Korrosions- und Ermüdungsbeständigkeit und Gießbarkeit.

Aluminiumlegierungen werden anhand von Seriennummern definiert, die das primäre Legierungselement angeben. A356.0 beispielsweise, eine in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitete Aluminiumlegierung, besteht zu 92 % aus Aluminium und zu 7 % aus Silizium, wobei der Rest aus Magnesium, Eisen, Kupfer und anderen Elementen besteht.

Aluminiumguss für Luft- und Raumfahrtanwendungen

Aluminium wird häufig in modernen Flugzeugen verwendet. Halterungen, Gehäuse, Gehäusedeckel, Pumpendeckel, Verteiler und Anschlussadapter sind nur einige der vielen Anwendungen. Gießen ist eine Möglichkeit, Teile zu kombinieren, die sonst zusammengeschweißt oder verschraubt würden. Schrauben können sich lösen und etwas Bewegung zulassen. Das Schweißen einiger Aluminiumsorten ist schwierig und kann den Einsatz zerstörungsfreier Bewertungstechniken erfordern, um die Unversehrtheit der Verbindung zu überprüfen.

Eine Möglichkeit zur Gewichtsreduzierung ist die Minimierung der Wandstärken. Dies wird durch die präzise Platzierung von Kernen erreicht, die im Endteil Hohlräume bilden. Für Qualitätsteile, die über lange Produktionsläufe enge Toleranzen einhalten, ist die Kernpositionierung ein kritischer Aspekt des Gießprozesses.

Gießverfahren unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, geometrische Konsistenz bereitzustellen. Darüber hinaus benötigen einige Formschrägen Formschrägen, damit sich die Muster von den Formen lösen können, was die Wandstärke erhöht und die Bearbeitung erschweren kann.

Drei Gießverfahren, die von Impro für Luft- und Raumfahrtteile verwendet werden, sind:

• Feinguss – wo ein Wachsmodell mit Keramikschlamm beschichtet wird, um eine Form herzustellen
• Dauerformguss – verwendet Metallformen, ähnlich wie Spritzguss oder Druckguss
• Maskenformen – bildet einen Formhohlraum in zwei Hälften, indem Metallhalbmuster mit Sand beschichtet werden.

Entformungswinkel

Beim Feingussverfahren müssen dem zu gießenden Teil selten Formschrägen hinzugefügt werden. Dies liegt hauptsächlich daran, dass die Keramikschale nach dem Erstarren vom Metall abgelöst wird. Darüber hinaus werden in den Wachsmodellen selten Formschrägen benötigt, da diese dazu neigen, ausreichend zu schrumpfen, um sich leicht aus der Form zu lösen.

Dauerformen benötigen normalerweise 2° Formschräge beim Gießen von Aluminium, um ein leichtes Lösen zu gewährleisten. Das Schalenformen erfordert 1° Formschräge, damit sich das Muster von der Sandschale löst.

Gusstoleranzen

Toleranzen werden in erster Linie als die maximal zulässige oder erwartete Formabweichung pro linearem Zoll definiert. Auf dieser Grundlage sind erreichbare Toleranzen für jeden Gießprozess:

• Feinguss – +/- 0,010 Zoll pro Zoll, mit engeren Toleranzen auf Anfrage erhältlich. Über eine Länge von 3 Zoll ist eine Verbesserung von +/- 0,020 Zoll erreichbar.
• Dauerformguss – +/- 0,015 Zoll für den ersten Zoll, dann +/- 0,002 Zoll pro Zoll
• Schalenformen – +/- 0,005" pro Zoll, mit einer Toleranz von +/- 0,020" über eine Länge von 3"

Holen Sie sich Hilfe bei der Auswahl des Gießverfahrens

Luft- und Raumfahrtteile werden mit engen Toleranzen hergestellt, um die kleinen Sicherheitsfaktoren zu erreichen, die für die Gewichtsreduzierung erforderlich sind. Gießverfahren unterstützen die Gewichtsreduzierung, indem unnötiges Material durch die Verwendung von Kernen eliminiert wird. Es ist wichtig, ein hohes Maß an geometrischer Konsistenz für Luft- und Raumfahrtteile aufrechtzuerhalten. Daher ist es wichtig zu verstehen, welche Toleranzen durch die verschiedenen Gießverfahren erreichbar sind.

Impro verfügt über umfangreiches Know-how in den Bereichen Feinguss, Kokillenguss und Maskenformguss. Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie diese Prozesse Ihre Luft- und Raumfahrtanforderungen unterstützen können.