Der ultimative Leitfaden für Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen
Haben Sie sich jemals gefragt, wie groß der Markt für die Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt ist? Einer Studie zufolge Grand View Research BerichtIm Jahr 2019 betrug die Marktgröße 907,2 Mrd. USD. Derselbe Bericht gibt an, dass sie eine Expansion mit einer CAGR von 4,1% von 2020 bis 2027 erwarten.
Die Auswirkungen einer solchen Expansion sind für Unternehmen, die Teile für die Luft- und Raumfahrt herstellen, enorm. Um mit der sich immer weiter entwickelnden Nachfrage Schritt halten zu können, ist es entscheidend, mit den neuesten Technologien und Trends in der Fertigung von Luft- und Raumfahrtteilen Schritt zu halten.
Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt ist ein sensibler Industriezweig, was Toleranzen und Fehlermöglichkeiten angeht. Teile für Flugzeuge müssen leicht, genau bemessen, haltbar und temperaturbeständig sein. Bei diesen strengen Anforderungen ist es nicht verwunderlich, dass diese Branche stark reguliert ist.
Sehen wir uns also an, welche Regeln und Vorschriften es gibt und was einen guten und erfolgreichen Herstellungsprozess für Luft- und Raumfahrtteile ausmacht.
Erläuterung der Fertigungsindustrie für Luft- und Raumfahrtteile
Wenn wir über die Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrtindustrie sprechen, denken wir an Flugzeuge, Raumfahrzeuge, Lenkflugkörper, Antriebseinheiten, Triebwerke usw. Alle diese Fahrzeuge bestehen aus verschiedenen Maschinen und Komponenten.
Wie der Name schon sagt, befasst sich die Luft- und Raumfahrtindustrie mit der Herstellung von Teilen und Komponenten für Luft- und Raumfahrzeuge.
Wenn wir über Raumfahrzeuge und Flugzeuge sprechen, ist Sicherheit das Wichtigste, was jedem in den Sinn kommt. Aufgrund der starken Stöße, Temperaturschwankungen und Belastungen, denen Luft- und Raumfahrzeuge während ihrer Reise ausgesetzt sind, müssen ihre Komponenten langlebig und widerstandsfähig, aber dennoch leicht sein.
Aufgrund dieser Bedingungen sind bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt unglaublich enge Präzisionstoleranzen einzuhalten.
Welche Technologien verwenden wir bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen?
Wir haben bereits darüber gesprochen, wie wichtig es ist, mit den neuesten Technologien und den steigenden Nachfragetrends in der Luft- und Raumfahrtindustrie Schritt zu halten. Obwohl uns mehrere Technologien bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt helfen können, ist die CNC-Bearbeitung die Nummer eins.
Mit CNC-Bearbeitungkönnen wir Bauteile für die Luft- und Raumfahrt herstellen, die komplexe geometrische Formen aufweisen. Und das aus festen Materialien wie Metallen oder Verbundwerkstoffen.
Sehen wir uns nun die besten CNC-Bearbeitungs- und Fertigungstechnologien an, über die ein moderner Hersteller von Luft- und Raumfahrtteilen verfügen sollte:
3/4/5-Achsen CNC-Bearbeitung
Ein guter Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt verfügt über alle diese Technologien. Um jedoch die heutige Nachfrage nach Luft- und Raumfahrtkomponenten mit engen Toleranzen zu befriedigen, empfehlen wir den Einsatz eines 5-Achsen-CNC-Maschine.
Mit einer 5-Achsen-CNC-Maschine lassen sich komplexe geometrische Formen herstellen, für die sonst mehrere Prozesse erforderlich wären. Auf diese Weise können Sie Zeit und Ressourcen sparen und den gesamten Fertigungsprozess effizienter gestalten.
CNC Schweizer Präzision
Für die kleinsten, aber dennoch komplexen Teile empfehlen wir den Einsatz einer Schweizer CNC-Präzisionsmaschine. Durch die Drehung eines Teils auf 7+ Achsen kann diese Maschine mehrere Prozesse gleichzeitig durchführen: Tiefbohren, Gewindeschneiden, Schlitzen und Abwälzfräsen - und das alles in einer Aufspannung.
Mit einer Schweizer CNC-Maschine können Sie viel Zeit sparen und Ihren Kunden eine schnellere Durchlaufzeit bieten.
CNC-Drehmaschine (Drehmaschine)
Um Rotationssymmetrie zu erreichen, verwenden die Hersteller von Luft- und Raumfahrtteilen CNC-Drehen. Mit einer 5-Achsen-CNC-Drehmaschine, die Teile horizontal und vertikal dreht, können wir mit Qualität und Präzision arbeiten.
CNC-Fräsmaschine
Um die Vorteile einer modernen CNC-Fräsmaschine optimal nutzen zu können, sollten Sie über eine 3D-CAD-Datei verfügen, mit deren Hilfe Sie den Code der Maschine korrekt programmieren können.
Wir können alle Arten von Designs mit Qualität erstellen CNC-Fräsen - von regelmäßigen Linien bis hin zu komplizierten und engmaschigen Mustern und Formen.
Die Bedeutung der CNC-Bearbeitung bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen
Die CNC-Bearbeitung wird in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. Am wichtigsten ist sie jedoch für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
Mit einem vollständig optimierten CNC-Bearbeitungsprozess schließen wir die Möglichkeit menschlicher Fehler aus. Wir sprechen hier von einem vollständig digitalisierten Prozess, da die Maschine auf der Grundlage einer 3D-CAD-Datei programmiert wird. Da wir den gesamten Prozess computergestützt durchführen, gibt es keinen Platz für Fehler.
Der 3D-Druck ist eine weitere Lösung für die Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen. Mit dem 3D-Druck können wir präzise Modelle herstellen. In Bezug auf die Haltbarkeit ist die CNC-Bearbeitung jedoch führend bei der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen.
Was ist die Zukunft der Fertigung von Luft- und Raumfahrtteilen?
Die steigenden Treibstoffpreise, die angestrebte Verringerung der Treibhausgasemissionen und die Auswirkungen der Branche auf den Klimawandel beeinflussen weitgehend die Zukunft der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen.
Vor diesem Hintergrund haben wir einige der bemerkenswertesten Trends in der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen zusammengestellt.
Leichte Teile der neuen Generation
Die Nachfrage nach leichten, neuartigen Teilen für die Luft- und Raumfahrt, die eine bessere Treibstoffeffizienz ermöglichen, wird deutlich steigen.
Durch den Einsatz modernster Fertigungsverfahren und Materialien können Sie Teile herstellen, die die Endstruktur eines Flugzeugs verbessern, sein Gewicht verringern und es kosten- und energieeffizienter machen.
Treibstoffeffiziente Flugzeuge
Um den Treibstoffverbrauch von Flugzeugen zu senken, müssen wir sie aus leichten Teilen bauen. Denken Sie daran: Früher war ein Computer so groß wie ein Zimmer. Heutzutage ist er so groß wie eine Handfläche.
Die Entdeckung neuer, effizienterer Technologien ermöglichte es Wissenschaftlern, anspruchsvollere Teile zu verwenden, um leistungsfähigere Computer zu bauen. Das Gleiche geschieht jetzt in der Luftfahrtindustrie. Um ein treibstoffeffizientes Flugzeug herzustellen, muss man die neuesten Fertigungstechnologien und Materialien einsetzen.
Verringerung der Treibhausgasemissionen
Heutzutage besteht die größte Herausforderung für uns alle darin, diesen Planeten zu bewahren. Der Klimawandel ist ein echtes Problem, das Unternehmen und Einzelpersonen auf der ganzen Welt zu verhindern, wenn nicht gar umzukehren versuchen.
Als Industrie mit großen Auswirkungen auf Treibstoffgase sind die wichtigsten Akteure der Luft- und Raumfahrtindustrie bestrebt, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren.
Verschiedene Teile für die Luft- und Raumfahrt, die hergestellt werden können
Mit Hilfe der CNC-Bearbeitung können die Hersteller viele verschiedene Arten von Luft- und Raumfahrtteilen herstellen. Auch bei den verwendeten Materialien gibt es Unterschiede. So werden für strukturelle Fahrzeugteile andere Werkstoffe verwendet als für Hochtemperatur-Triebwerksteile.
Zum Beispiel: Rückschlagventil, Stellantriebegroße Wellen, Sitzrahmen für Flugzeuge, Achsen, Getriebekomponenten, elektrische Steckverbinder, Kolben, Rotoren, Trennscheiben, Halteringe, Scharniere, Batteriekerne, Gasturbinenkompressorgehäuse, Rotorwellen von Hydraulikpumpen, Öl- oder Kraftstofffilterteile, Rotornaben von Hubschraubern, Getriebeteile und -gehäuse und vieles mehr.
Normen und Anforderungen für die Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen
Alle Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt müssen über bestimmte Zertifizierungen verfügen und verschiedene Industrienormen erfüllen. Hier ist, was erforderlich ist:
- AS 9100 | ISO 9001:2015 Zertifizierung
- Gute CNC-Maschinen (vorzugsweise eine 5-Achsen-CNC-Maschine mit einer engen Toleranz von ±0,001 mm)
- Eine hochwertige Auswahl an Materialien zur Verfügung
- Ingenieure und andere Fachleute, die den Herstellungsprozess und die Endprodukte leiten, beaufsichtigen und kontrollieren
- Einführung von Datenschutz- und Sicherheitsrichtlinien
- Eine CMM-Prüfung der hergestellten Komponenten - CMM steht für eine Koordinatenmessmaschine (Kontakt- oder Lasermessung) - um zu sehen, ob die hergestellte Komponente mit der CAD-Datei übereinstimmt
Neben den oben genannten Normen und Anforderungen ist es auch hilfreich, ein Full-Service-Hersteller für Luft- und Raumfahrtteile zu sein. Kunden bevorzugen immer einen Hersteller, der als One-Stop-Shop fungiert. Ein Full-Service-Hersteller für Luft- und Raumfahrtteile deckt den gesamten Produktentwicklungsprozess ab - vom Entwurf über den Prototyp bis hin zur Produktion, Wärmebehandlung, Lackierung, Prüfung usw.
Welche Materialien können wir für die Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen verwenden?
Verschiedene Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften, die sie für manche Zwecke besser, für andere schlechter machen. Bei der Auswahl des am besten geeigneten Materials für Luft- und Raumfahrtteile sind Faktoren wie Festigkeit, Haltbarkeit, Hitzebeständigkeit, Gewicht, Korrosions-/Rostbeständigkeit usw. zu berücksichtigen. Sehen wir uns die in der Luft- und Raumfahrtindustrie am häufigsten verwendeten Werkstoffe an.
Stahl
Aufgrund seiner Zähigkeit und Langlebigkeit gilt Edelstahl als ideal für die Herstellung bestimmter Teile für die Luft- und Raumfahrt.
Wir empfehlen Verwendung von rostfreiem Stahl als hochwertiges Material für verschiedene Motorteile, Tanks, Verkleidungen und Auspuffkomponenten.
Aluminium
Aluminium ist vielleicht einer der bekanntesten Werkstoffe in der Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen. Tatsächlich waren Aluminiumteile für die Luft- und Raumfahrt vor der Entdeckung neuer Verbundwerkstoffe und Legierungen die Norm.
Auch wenn neuere Werkstoffe Aluminium für bestimmte Teile in der Luft- und Raumfahrt ersetzt haben, ist es aufgrund seines geringen Gewichts, seiner geringen Kosten und seiner hohen Festigkeit immer noch eine gute Materialwahl.
Titan
Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt verwenden Titan für verschiedene Triebwerksteile, strukturelle Rahmen von Flugzeugen, Hydrauliksysteme und Maschinenkomponenten. Natürlich, TitanTitan ist viel schwerer als Aluminium. Titan ist jedoch ein starkes Material, weshalb die Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt weniger verwenden können und trotzdem die Festigkeit und Haltbarkeit eines Bauteils erhalten. Darüber hinaus ist Titan beeindruckend korrosionsbeständig.
Auf der anderen Seite ist Titan viel teurer. Aufgrund seines Preises verwenden die Hersteller es in der Regel nur für Teile, die extrem hitze- oder korrosionsbeständig sein müssen.
Wolfram
Wolfram als Material ist bekannt für seine ausgewogenen Eigenschaften und die Minimierung von Vibrationen. Vor diesem Hintergrund verwenden die Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt in der Regel Wolfram für verschiedene Maschinenteile.
Da Wolfram unglaublich schwer ist, verfügt es über ausgezeichnete Stabilisierungseigenschaften. Diese Eigenschaften machen das Material perfekt als Ausgleichsmasse in Rotorblättern oder Kreiselsteuerungen, als Beispiele.
Superlegierungen
Mit ihrer unübertroffenen Leistung bei Korrosion, Oxidation und hohen Temperaturen gehören Superlegierungen zu den beständigsten Werkstoffen für die Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt.
Aufgrund ihrer hohen Leistungsfähigkeit unter schwierigen Bedingungen verwenden wir Superlegierungen in der Regel für die Herstellung von Kompressoren, Turbinenstufen und sogar für die heißesten Teile von Strahltriebwerken.
Verbundwerkstoffe
In den letzten Jahren hat die Nachfrage der Flugzeughersteller nach Teilen aus Verbundwerkstoffen wie glas-/kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff zugenommen.
Verbundwerkstoffe eignen sich perfekt für die Herstellung leichter und effizienter Luft- und Raumfahrtteile. Außerdem sind sie eine viel kostengünstigere Option für die Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen.
Das Lernen der Unterschied zwischen Titan und Aluminium und die Eigenschaften anderer Materialien können Ihnen bei der Entscheidung helfen, welches Material Sie für Ihre spezifischen Teile am besten verwenden.
Was sind die größten Herausforderungen bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt?
Die Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt ist eine komplexe Branche, die stark reguliert ist. In der Luft- und Raumfahrt kann sich ein einziger, winziger Fehler als katastrophal erweisen. Die Fertigungsbetriebe für Luft- und Raumfahrtteile sind mit vielen Herausforderungen konfrontiert, aber drei davon sind die wichtigsten: ein unstrukturierter Fertigungsprozess, minderwertige Materialien und unzureichende Ausrüstung.
Ein unstrukturierter Herstellungsprozess
Ein klar definierter Prozess und eine Workflow-Struktur sind entscheidend für die Erfüllung der Normen und Anforderungen der Luft- und Raumfahrtteileindustrie.
Alle Luft- und Raumfahrtteile benötigen eine CAD-Datei, um die CNC-Maschine zu programmieren und enge Toleranzen und Qualität zu erreichen. Außerdem sollten Sie als Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt jedes von Ihnen produzierte Bauteil stets prüfen.
Geringe Qualität der Materialien
Die bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt verwendeten Werkstoffe müssen für ihren Verwendungszweck geeignet sein. Einige Werkstoffe sind beispielsweise hochtemperaturbeständig und eignen sich daher am besten für Triebwerksteile.
Manche Materialien sind robuster, andere hitzebeständiger und wieder andere zeichnen sich durch ihre Langlebigkeit aus. Achten Sie bei der Auswahl eines geeigneten Materials immer darauf, dass es für den jeweiligen Zweck geeignet ist und seine Qualität den Industriestandards entspricht.
Unzureichende Bearbeitungsmaschinen
Die dritte Herausforderung, die wir angehen müssen, ist der Mangel an modernen Bearbeitungsmaschinen. Oft haben Luft- und Raumfahrtteile eine komplexe geometrische Form, die mehr als nur eine 3-Achsen-CNC-Maschine erfordert.
Die Herstellung komplexer geometrischer und struktureller Formen erfordert Präzision und multidirektionales Schneiden. Dies kann nur mit den neuesten 5-Achsen-CNC-Maschinen erreicht werden. Der Einsatz einer 5-Achsen-CNC-Maschine kann mehrere andere Verfahren ersetzen und so die Produktionszeit verkürzen.
Haben alle Hersteller von Luft- und Raumfahrtteilen ein MOQ?
Obwohl die meisten Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt eine Mindestbestellmenge haben, gibt es auch einige, die keine haben. Einige Unternehmen, die Teile für die Luft- und Raumfahrt auf Abruf herstellen, wie z. B. DEKhaben kein MOQ.
Hochmoderne Maschinen wie die 5-Achsen-CNC ersetzen mehrere Fertigungsprozesse durch einen einzigen Vorgang. Das verkürzt die Produktionszeit und macht sie kosteneffizienter, so dass Werkstätten für Luft- und Raumfahrtteile auch Aufträge mit geringen Stückzahlen oder sogar Einzelstücken annehmen können.
Die Zusammenarbeit mit einem Hersteller von Teilen für die Luft- und Raumfahrt, der eine niedrige (oder gar keine) Mindestbestellmenge hat und Aufträge in kleinen Stückzahlen produziert, kann für Sie die beste Lösung sein, wenn es um Qualität geht. Sie können sicher sein, dass solche Hersteller sich um die Qualität kümmern, anstatt nur eine Mengenquote zu erfüllen.
Zusammenfassend
Die hohen Belastungen, denen Fahrzeuge in der Luft- und Raumfahrt auf ihren Reisen ausgesetzt sind, erklären am besten die Notwendigkeit qualitativ hochwertiger, haltbarer, stabiler und widerstandsfähiger Teile. Sicherheit ist ein wichtiges Leitprinzip bei der Herstellung von Teilen für die Luft- und Raumfahrt.
Für die Zukunft zeichnet sich ab, dass der Trend zu nachhaltigen, kraftstoffsparenden Luft- und Raumfahrtkomponenten geht. Außerdem ermöglichen die neuesten Technologien den Herstellern, die Produktionszeit zu verkürzen und Material zu sparen.
Die Vorteile der neuesten 5-Achsen-CNC-Bearbeitungstechnik und die Schnelligkeit der Ausführung ermöglichen uns eine schnellere Lieferung und eine qualitativ bessere Produktion. Im Gegenzug können wir es uns leisten, ohne Mindestbestellmengen zu arbeiten und Luft- und Raumfahrtteile in kleinen Stückzahlen zu produzieren. Ein individueller und personalisierter Ansatz, der den Wünschen der Kunden entspricht, ist unser letzter Tipp für die Herstellung von Luft- und Raumfahrtteilen.
