Pembuatan Prototipe CNC di Industri Penerbangan

Diposting pada 9 Oktober 2020 | By WayKen Rapid Manufacturing

Perkembangan industri penerbangan suatu negara benar-benar mencerminkan kualitas pengerjaan dan tingkat pengetahuan teknis yang dimilikinya. Persyaratan kekakuan struktural, presisi, akurasi, kualitas, dan keandalan sangat penting untuk industri ini. Konsep peningkatan dalam desain pesawat dan mendorong kecepatan dalam jajaran produksi selalu menjadi tantangan.

Oleh karena itu, mesin CNC dan prototyping masuk ke industri ini. Mesin CNC, yang mampu memenuhi persyaratan toleransi yang ketat, memberikan solusi hebat untuk memenuhi serangkaian persyaratan yang beragam sambil tetap mengikuti laju produksi juga. Seiring berjalannya artikel, kita akan membahas secara rinci berbagai parameter yang berperan dalam industri penerbangan dan bagaimana teknologi CNC merevolusinya.

Mengapa Teknologi CNC Cocok untuk Industri Penerbangan?

Dalam sebuah artikel oleh Lufthansa, diklaim bahwa Boeing membutuhkan 6 juta bagian untuk membangun kapal komersial 747-800. Ada beberapa keuntungan yang dibawa oleh teknologi CNC ke industri penerbangan. Mari kita bahas beberapa di antaranya:

• Otomasi dan fleksibilitas adalah dua parameter utama yang dibutuhkan dalam industri penerbangan. Lineup produksi tidak berlebihan. Teknologi CNC memberikan kemampuan bagi jajaran produksi untuk beradaptasi dengan cepat untuk berbagai bagian. Oleh karena itu, beragam proses pemesinan dapat diselesaikan. Beberapa proses CNC dapat diselesaikan pada mesin yang sama di bawah satu penjepitan. Ini membantu mengurangi waktu pemrosesan dan produksi dengan margin yang besar sehingga meningkatkan margin keuntungan dan efisiensi.
• Ada banyak kelebihan dalam memproduksi suku cadang yang menggunakan metode ini yang meliputi presisi, pengulangan, kecepatan, dan Integrasi CAD.
• Tidak seperti penggilingan manual yang hanya dikendalikan oleh manusia, variasi antar salinan sangat besar sedangkan duplikat yang dibuat melalui Pabrik CNC memastikan salinan objek yang sempurna setiap saat. Integrasi Computer-Aided Design (CAD) ke dalam Pabrik CNC memungkinkan kinerja yang lebih baik dan salinan yang sempurna untuk diproduksi setiap saat. Seseorang dapat merancang, memodifikasi, atau menyusun kembali bagian mana pun sesuai kebutuhan sebelum diproduksi. Desain yang diukir pada CAD dapat dengan mudah disesuaikan sehingga memungkinkan program yang berbeda dibuat dimana kemudian memasukkan desain ke dalam mesin CNC memungkinkan pabrik untuk menghasilkan salinan fisik bagian tersebut. Ini dapat dengan cepat menghasilkan pembuatan prototipe yang cepat dan mudah.
• Kemajuan teknologi tidak hanya di sektor komersial tetapi juga di dalam angkatan bersenjata suatu negara telah meningkatkan permintaan akan pesawat yang konsisten kualitasnya dengan cacat minimal. Untuk menghasilkan salinan suku cadang yang sempurna dengan akurasi dan untuk memenuhi permintaan perusahaan seperti Boeing, Lockheed-Martin, Vickers, dan lainnya, mesin CNC adalah pengganti terbaik. Mesin CNC memastikan konsistensi dan koherensi dari bagian-bagian yang diproduksi memungkinkan produk berkualitas lebih baik untuk diproduksi dan digunakan dalam industri penerbangan. Banyak bagian kedirgantaraan saat ini diharuskan diproduksi dari satu bagian padat dari billet aluminium atau tempa atau bahan lain seperti baja tahan karat dan paduan tegangan tinggi lainnya sehingga dapat mengangkat beban berat dan memberikan kekuatan struktural pada pesawat. Salinan suku cadang seperti ini dapat dengan mudah diproduksi di mesin CNC dengan sedikit atau tanpa perbedaan sama sekali.
• Meningkatnya permintaan produsen pesawat yang mencari suku cadang penerbangan telah membuka jalan bagi banyak bisnis untuk menginvestasikan jutaan dolar di perusahaan yang menyediakan layanan permesinan CNC baik di sektor komersial maupun militer. Perusahaan besar telah melangkah lebih jauh untuk memproduksi suku cadang yang sangat besar dengan dimensi sebesar diameter 50", panjang 60", lebar 40", dan tinggi 32". Berat bagian mesin CNC dapat melebihi 100lbs secara total. Penyedia layanan permesinan CNC ini dapat membeli dan meng-host mesin pabrik yang dikendalikan secara numerik dan terintegrasi dengan komputer besar tersebut dan juga menyediakan suku cadang yang mengikuti kriteria toleransi yang ketat kepada produsen. Tempat-tempat di mana toleransi diukur meliputi kerataan, kebulatan, dan silindris; kerataan serendah ±0,000002 inci, kebulatan diameter ±0,00005 inci, dan silindrisitas ±0,001 inci. Toleransi yang ketat ini memainkan peran utama di bagian-bagian seperti roda pendarat yang dikutip oleh Raymer:“Dari banyak komponen internal yang harus ditentukan dalam tata letak pesawat, roda pendarat biasanya akan menyebabkan masalah terbesar.”
• Toleransi memiliki peran utama di bagian-bagian di mana ada sedikit ruang untuk kesalahan dalam ukuran. Ada perusahaan penyedia mesin CNC yang mengkhususkan diri dalam pembuatan suku cadang tersebut. Pembuatan suku cadang penerbangan telah memaksa perusahaan untuk berinvestasi dalam peralatan yang memungkinkan mereka menyelesaikan produksi dalam satu penjepitan.

Aplikasi Pemesinan CNC di Industri Penerbangan

Kompleksitas suku cadang yang berkembang di pesawat modern membutuhkan presisi yang luar biasa. Apa yang dimulai dari kayu, kawat dan bahan dasar lainnya pada tahun 1903 dengan cepat berkembang menjadi penggunaan komposit dan logam modern dalam industri ini. Pesawat modern saat ini melibatkan penggunaan sistem avionik yang kompleks, sistem hidraulik yang canggih, permukaan kontrol yang disederhanakan secara aerodinamis, sistem trim dan servo tab, serta sistem engine yang revolusioner.

Karena sistem ini berkembang pesat, selalu ada kebutuhan untuk suku cadang khusus untuk meningkatkan badan pesawat yang ada. Tidak selalu layak untuk merancang pesawat yang sama sekali baru dari awal untuk beberapa perbaikan. Untuk meningkatkan kelayakan biaya, daftar upgrade dan penggantian suku cadang dirancang untuk beberapa lineup pesawat. Pesanan untuk suku cadang khusus yang serupa kemudian digabungkan yang memberikan kompatibilitas dan penghematan biaya. Misalnya, jajaran lama Boeing 747 yang memerlukan peningkatan ke sistem kontrol Fly-by-wire terbaru tidak memerlukan pembuatan seluruh pesawat dari awal. Sebagai gantinya, pemesinan dilakukan dari komponen sistem tertentu.

Demikian pula, evolusi kritis dalam industri penerbangan memerlukan pengujian intensif. Pembuatan prototipe CNC sangat membantu dalam hal ini. Ini digunakan untuk memproduksi bagian dari komponen struktural, avionik, sistem propulsi, dan bagian aerodinamis.

Setelah membahas kebutuhan suku cadang dan prototipe khusus, mari kita bahas beberapa suku cadang utama yang diproduksi menggunakan permesinan CNC:

Dan daftar ini tidak berakhir di sini!

Bahan-bahan yang tergabung dalam manufaktur meliputi Aluminium, Titanium, Stainless Steel, Inconel, Kovar dan Tembaga. Jenis-jenis permesinan yang umumnya digunakan dalam pembuatan suku cadang pesawat meliputi Penggilingan CNC 3-sumbu, 4-sumbu dan 5-sumbu, Pembubutan, Wire Electrical Discharge Machining (EDM), Deburring, Micromachining, dan Sinker Electrical Discharge Machining (EDM).

Contoh penting dalam hal ini adalah tentangThompson Aero Seating yang merupakan penyedia solusi tempat duduk penerbangan di Irlandia Utara. Perusahaan menggunakan penyedia layanan permesinan CNC untuk membuat rel penyangga aluminium untuk rangka tempat duduk bisnisnya dengan tujuan untuk mencapai waktu siklus yang lebih singkat. Karena penggabungan penggilingan CNC, waktu siklus berkurang 100% dari 61 menit menjadi hanya 32 menit! Selain itu, finishing permukaan yang unggul dari penggilingan CNC memungkinkan penghapusan operasi deburring dan pemolesan.

Kesimpulan

Mengingat fakta dalam artikel ini, peran penting dari prototipe dan pemesinan CNC cukup jelas. Dari mencapai toleransi yang tepat hingga pengurangan waktu siklus, permesinan CNC memberikan solusi yang komprehensif. Selain itu, dengan banyaknya inovasi yang diinduksi dalam industri penerbangan saat ini, pembuatan prototipe CNC menyediakan semua langkah pemesinan yang diperlukan untuk menganalisis kinerja, estetika, dan kemampuan manufaktur secara komprehensif.