CNC-Tiefbohrservice für tiefbohrige Strukturteile aus Superlegierungen

Kerntechnologie für strukturelle Tiefbohrkomponenten

Neway AeroTech integriert schwere vertikale und horizontale CNC-Bearbeitungszentren mit hochpräzisen Bohr- und Finishsystemen zur Herstellung von Strukturkomponenten mit tiefen Bohrungen.

• BTA- und Gun-Bohren mit einem Werkzeuglauf ≤ 0,01 mm über eine Tiefe von 25×D

• 5-Achs-Bearbeitung für orthogonale Merkmale und Lastschnittstellen

• Vakuum-Feinguss oder geschmiedete Rohlinge, vorbereitet für die Bohrungsausrichtung

• Bohrungsstützvorrichtungen und schwingungsdämpfende Spannvorrichtungen zur Gewährleistung der Konzentrizität

CNC-Programmierungs- und Simulationswerkzeuge validieren jeden Durchgang vor den Produktionsläufen.

Typische Superlegierungswerkstoffe für Tiefbohr-Strukturanwendungen

Diese Werkstoffe werden aufgrund ihrer hervorragenden Ermüdungs-, Kriech- und Wärmebeständigkeit unter anhaltender mechanischer Belastung ausgewählt.

Fallstudie: Inconel 718 Strukturrahmen mit tiefer Kühlbohrung

Projekthintergrund

Ein Kunde aus der Luft- und Raumfahrt benötigte einen 420 mm dicken Strukturring aus Inconel 718 mit zwei Bohrungen von 6 mm Durchmesser bei 25×D. Diese Bohrungen mussten innerhalb von 0,07 mm konzentratisch sein, einen Rauheitswert Ra ≤ 0,5 μm aufweisen und nach der Montage druckdicht sein. Gun-Bohren und mehrachsige CNC-Bearbeitung wurden mit fortschrittlichen Spannvorrichtungen und Inspektionen kombiniert.

Typische Modelle und Anwendungen für Tiefbohrkomponenten

Diese Teile arbeiten unter schwankenden Lasten und thermischen Schocks, was eine exakte Bohrungspositionierung und Haltbarkeit erfordert.

Herausforderungen bei der Bearbeitung von tiefgebohrten Superlegierungsstrukturen

1. Eintrittswinkelgenauigkeit ±0,01 mm, um Dezentrierung über lange Distanzen zu vermeiden

2. Thermische Spannung und Durchbiegung in geschmiedeten Teilen während des Bohrens und Finishing

3. Oberflächengüte Ra ≤ 0,5 μm für strömungskritische Kanäle

4. Interne Vibrationen und Werkzeugharmonische, die die Bohrungsgeradheit beeinflussen

5. Verformung nach der Bearbeitung unter Last ohne Spannungsarmglühen

CNC-Lösungen für die Bearbeitung tiefgebohrter Strukturteile

• Gun-Bohren mit Schwingungsdämpfern und 100 bar Kühlschmierstoffdruck zur Spanevakuierung

• Vorbearbeitende Wärmebehandlung zur Stabilisierung der inneren Kornstrukturen

• 5-Achs-Schrupp- und Schlichtbearbeitung mit kontrolliertem Peck-Bohren und geringer Spanlast

• Nach dem Bohren angewandtes HIP und Oberflächenbehandlungen zur Rissvermeidung

• Integrierte KMG-Überprüfung und 3D-Laserscanning zur Validierung

Ergebnisse und Verifizierung

Fertigungsmethoden

Jede Komponente wurde gegossen oder geschmiedet, dann grob gefräst und mittels Tiefbohren mit Peck- und kühlmittelgespeisten Zyklen gebohrt. Die Abweichung der Bohrungsachse wurde über 150 mm innerhalb von 0,008 mm gehalten.

Präzisionsfinish

Kritische Merkmale wurden per EDM auf Ra ≤ 0,4 μm poliert. Gewindeanschlüsse wurden gemäß ISO 6H CNC-gefräst. Bohrungsaustritts- und -eintrittsflächen hielten eine Ebenheit innerhalb von 0,01 mm für die Druckabdichtung ein.

Nachbearbeitung

Zwischen den Operationen wurden HIP- und Spannungsarmglühzyklen angewendet. Je nach Anwendungsspezifikation wurde eine abschließende Passivierung oder TBC-Beschichtung aufgetragen. Optionale Schweiß- oder Fügeflächen wurden auf die erforderlichen Pass toleranzen bearbeitet.

Inspektion

Ein KMG stellte die Maßgenauigkeit sicher. Röntgenprüfung verifizierte die Bohrungskonsistenz und Geradheit. Eine REM-Analyse validierte die Oberflächenintegrität und Mikrostruktur nach dem Bohren.

Häufig gestellte Fragen (FAQs)

1. Welche Bohrtiefen können in Strukturteilen aus Superlegierungen erreicht werden?

2. Wie wird die Geradheit von Bohrungen in tiefen Strukturkomponenten überprüft?

3. Welche Legierungen werden für bohrungskritische Luft- und Raumfahrtstrukturen bevorzugt?

4. Können diese Bohrungen zyklischen Belastungen ohne Verformung standhalten?

5. Welche Nachbearbeitung ist für kerntechnisch zertifizierte Teile erforderlich?