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山高刀具:减轻重量、提高燃料效率,冲上云霄离不开它

减轻重量是目前航空航天行业面临的一个巨大挑战。性能的提高、油耗的降低和排放的减少可以为制造商在竞争激烈的市场中提供主要优势,因此最新一代商用飞机中复合材料的使用增加了 50%。

复合材料本质上是两种或更多种不同材料的组合,使用复合材料是为了优化性能,或者提供一些组成材料本身无法实现的新特性。复合技术能够解决各种各样的问题,例如减轻现有金属部件的重量、避免腐蚀以及消除噪音和振动。

山高航空航天专家 Scott Causey 表示:“复合材料对航空航天行业非常重要,因为它们可提供与金属部件相当或更出色的结构强度,而且还减少了更换需求。这些重量更轻的部件提高了燃料效率,降低了维修成本,同时提供重量更轻但强度相当或更高的部件。”

Scott Causey,山高刀具航空航天专家

飞机中常见的复合材料是结构部件中的碳纤维、玻璃纤维和凯芙拉(芳纶)纤维,以及常用于制动部件、燃烧部件和排气部件中的陶瓷基复合材料。

复合材料通常可以将整体结构重量减少 20—50%,从而提高燃料效率。”Causey 说。“复合材料还能降低组装部件的成本,因为它只需要很少的紧固件、螺栓等,而且在某些情况下还能将多个金属部件整合成一个复合材料部件。”

与此同时,复合材料的使用也为飞机制造商带来了许多挑战。

“与金属加工一样,复合材料具有独特的制造要求,必须满足这些要求才能确保部件合规。”Causey 表示。“先进的自动化流程有助于降低制造成本,在这样的趋势下,复合材料新技术在不断革新。在大多数情况下,只有专业制造商才能制造复合材料,因为他们会为研发这些材料投入先进的技术,并支持不断发展的飞机制造速度。”

加工复合材料专用刀具

山高的硬质合金立铣刀主要采用金刚石涂层。这些刀具的特征允许刀具非常高的速度和进给量,产生非常出色的表面质量。此外,山高还提供 PCD(聚晶金刚石)刀具,应对难加工材料。

分层、断裂和表面质量不佳是钻削复合材料时的常见问题。PCD 刀具采用经过优化的钻尖槽形,加工时可保证孔的质量,同时金刚石涂层可实现极具竞争力的切削参数和更长的刀具寿命。

山高最近推出了两款用于加工叠加复合材料的新型标准化刀具:JC898 和 JC899。JC898 粗加工刀具是一款高进给刀具,带有一个内冷通道,可通过压缩空气去除切屑。JC899 精加工刀具具有获得专利的二合一槽形,可实现叠加复合材料的完整精加工。

JC898 和 JC899

未来,市场对更轻、更高效的飞机有着强劲需求。也许有一天,飞机将完全由复合材料而非由金属制成,但在目前,飞机仍然由部分金属及部分复合材料制成。

“短期来看,可回收材料和持续存在的材料的制作工艺和应用会继续发展,从而优化制造成本,因为复合材料的制造成本仍然很高。”Causey 表示。

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(山高刀具)

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