为什么不锈钢对航空航天工业至关重要

2019年12月10日|美国制造业

外露的有不锈钢和其他金属合金的飞机发动机。你差不多了三倍的可能性死于食物窒息而不是死于飞机失事。事实上,你是可能性增加11倍死于车祸也比死于空难强。造成这些事实的部分原因是航空航天零部件制造业的严格安全要求。

在为航空航天应用创建部件时,需要考虑许多因素,例如部件的形状、重量和耐用性。这些因素都会影响飞机的适航性。例如,如果一架飞机太重,它将需要额外的推力来实现起飞并保持高度,从而增加燃料消耗。另一方面,如果飞机的上层建筑过于薄弱,它可能会在飞行途中发生故障,危及机上人员的生命。

多年来,航空航天应用的首选材料是铝。然而,近年来,航空航天制造商已经开始研究铝的替代品,其中之一是航空航天级不锈钢

航空航天应用的不锈钢与铝

长期以来,铝一直是制造飞机部件的现状材料,因为它具有高抗拉强度,每立方厘米重量相对较轻(大约2.7 g/cm3),易切削,耐腐蚀性强。与许多合金相比,纯铝的成本也相对较低(尽管这有所不同),因为它是一种原子元素。

铝的极限抗拉强度(UTS)可以根据材料的合金成分而变化。然而,铝6061- t6(纯度超过95%)的UTS为310 MPa (45,000 psi)根据ASM.铝通常以在低温下比普通钢具有高强度而著称。

在与航空航天不锈钢进行比较时,指定确切的钢合金是很重要的。这是因为不锈钢有许多不同的配方,每一种都有自己独特的特点。

例如,年级304不锈钢具有比铝更高的极限抗拉强度- 505 MPa (73200 psi) -但重量为8 g/cm3,几乎是铝重量的三倍。此外,用于航空航天应用的304不锈钢具有很强的耐腐蚀性,这得益于其保护氧化层,可以抑制氧化。

下面是一个快速对比表:

机械性能

304不锈钢

316不锈钢

极限抗拉强度

310 MPa (45,000 psi)

505 MPa (73,200 psi)

580 MPa (84,100 psi)

重量

2.7克/厘米3.

8 g / cm3.

8 g / cm3.

剪切模量

26 GPa (3770 ksi)

86 GPa (12,500 ksi)

82 GPa (11,893 ksi)

熔点

582 - 652˚C(1080 - 1205˚F)

1400 - 1455˚C(2550 - 2650˚F)

1370 - 1400˚C(2500 - 2550˚F)

简而言之,虽然不锈钢合金比铝重,但它们也比铝有更高的抗拉强度、剪切模量和熔点。

如何将不锈钢用于航空航天应用

在一些特定的应用中,航空航天级不锈钢的性能可能会超过铝。一些例子包括:

  • 发动机和排气部件。不锈钢航天部件的耐腐蚀性和较高的耐温性可以带来更好的使用寿命和性能。

  • 起落架部件。不锈钢的高抗拉强度和剪切模量使其更适合吸收起落架设备必须承受的冲击应力。

  • 关键上层建筑接头。航空航天不锈钢可用于飞机上层结构的关键接头,以提高耐久性,降低飞行过程中的故障风险。

航空航天公司可以从定制不锈钢线篮中受益

除了在飞机零件中使用不锈钢外,许多航空航天制造商还使用不锈钢篮子来加工他们的零件。这些篮子可以处理重物,同时促进更好的零件清洗和加工,帮助航空航天公司节省制造过程中的时间和金钱。

1:减少零件不合格率

beplay开户网马林钢铁生产定制线篮使用先进的工厂自动化工具。因为这些机器人永远不会因为重复做完全相同的动作而疲劳、生病、无聊或受伤,它们可以以手工劳动无法比拟的精度制作定制线形。每根金属丝都弯曲成一致的角度,切割成一致的长度,并完美地焊接在适当的位置。

这样马林的钢丝篮就能满足非常严格的零件公差-这对于在特定布局中放置飞机部件的篮子来说很重要。由于篮子的公差精确到毫米,航空航天公司自己的自动化设备可以使用,而不用担心一个篮子会把零件放错一英寸或两英寸(导致机器损坏零件)。

此外,马林公司的工程师在定制飞机零件清洗篮时也会考虑表面状况的要求。因此,他们将根据需要添加半软涂层、隔板和其他设计功能,以防止导致零件报废的损坏。

2:节省空间

马林为不同的航空航天公司制作的许多定制不锈钢篮都是专门为节省工厂车间的空间而设计的。马林公司的工程师可以通过多种方式实现这一目标,例如:

  • 制作可以叠在一起的篮子.马林公司的工程师们确保篮子在不使用时能节省空间的最常用方法之一是让它们能够堆叠在其他篮子上或窝在其他篮子里.堆叠选项是最受欢迎的篮子,需要坐在装载零件,而嵌套选项是首选的空篮子存储。

  • 使篮子对多个过程有用.马林的工程师帮助客户节省厂房空间的另一种方式是制作适用于多种工艺的定制线篮。因此,他们不必储存三个不同的篮子,而是可以使用一个篮子来处理三个过程。这还有助于节省时间,否则将浪费在将零件从一个线篮转移到另一个特定工艺的时间。

  • 制作不锈钢推车来运载较小的篮子.对于较小的飞机部件清洗篮,马林的工程师经常制作不锈钢推车,在工序之间运送篮子,并在不使用时保存它们。这不仅通过垂直存储篮子节省了一些空间,还使它们更容易在进程之间移动。

随着占地面积消耗的减少,更多的空间用于其他设备,可以为制造设施增加更多价值。或者,可以将其保留为开放空间,以便更快更容易地遍历工厂。

定制铁丝篮快速送达

beplay开户网马林钢铁的工beplay体育是什么程和制造团队为所有马林的客户提供“质量,工程快速®”而自豪。传统上,为飞机部件清洗或其他应用制造定制金属模具需要几个月的时间。

传统的流程是这样的:

  1. 工程师会设计一个篮子——通常是基于对应用程序的模糊理解;
  2. 制造团队将制作一个原型;
  3. 篮子原型将被运送到客户端进行测试;而且
  4. 接下来的几周,他们会检查篮子是否能满足他们的需求。

这个过程缓慢而笨拙。另外,如果原型因为任何原因不能工作,整个过程将不得不从头开始。显然,这造成的长达数月的交付时间并不理想。因此,马林致力于寻找减少制造和测试所需时间的方法。

Marlin Steel今天使用的一些东西有助于大大减少beplay开户网定制线篮制造的交货时间:

  • 定制购物篮问卷.马林的设计团队并不是只对制作过程有模糊的了解就能制作篮子提出具体的问题关于客户的制造流程是如何工作的以及他们的要求是什么。这包括操作温度,用于处理篮子的任何设备的尺寸,篮子将暴露于什么化学物质,以及篮子将如何在过程之间移动。这些信息可以帮助马林钢铁的工程师为客户的飞机清beplay开户网洁用品、工具和工艺建立一个更兼容的篮子。

  • 有限元分析(FEA)软件。有限元分析软件Marlin的工程师可以通过虚拟物理模拟客户的飞机部件清洗和制造过程来进行篮子设计。这使得工程团队在将一英寸的电线投beplay体育是什么入制造过程之前,就可以评估不同应力因素的影响,而且只需要几分钟,而不是几周就能完成。这使得马林的工程师可以在短短几个小时内完成设计的多次迭代,而不是花费几个月的时间。工程团队beplay体育是什么将不断修改,直到他们的设计能够承受客户过程中的压力。

  • 自动化制造机器人。一旦设计完成,就会传递给制造团队,然后他们利用这些信息来编程一系列机器人来处理篮子的制作。这些机器人组装篮子的时间只相当于手工劳动的一小部分,同时还能满足零件的公差要求。这使得马林可以更快地制作篮子,同时最大限度地减少导致延迟的零件拒收。

总而言之,马林钢铁公beplay开户网司通常能够在两周内从一个新设计开始,到将一个完整的产品交付出去,这比传统的组装方法所能比拟的时间要短得多。此外,由于篮子在运输前使用FEA软件进行测试,航空航天公司可以放心,他们的篮子将有很长的使用寿命。

无论是作为飞机部件还是作为航空航天清洗篮,不锈钢都可以成为航空航天制造安全高效的不可或缺的手段。不锈钢优于铝,因为它有更高的抗拉强度和熔点,以及优越的耐久性。在清洁操作中集成不锈钢线篮,通过处理更大的容量和促进更好的清洁,确保航空航天公司在制造过程中节省时间和金钱。总而言之,不锈钢对现代航空航天工业至关重要。

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