Création de stratégies démonstratrices de conception et de fabrication hybrides pour l'outillage aérospatial - Axe métallique

航空航天领域的概念和制造混合体的战略创建 - Axe métallique

• 批准号: 519858-2017
• 负责人: Marin, Gheorghe
• 金额: $ 5.1万
• 依托单位: Cégep de Trois-Rivières
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Applied Research and Development Grants - Level 2
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2020-01-01 至 2021-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=697588
• 关键词: Cr; ation; de; strat; gies

La fabrication de pièces aérospatiales présente plusieurs défis importants, dont ceux du délai et du coût de réalisation. En effet, l'usinage de ces pièces demande l'utilisation d'une grande diversité d'outils et de fixations aux détails très complexes dont le nombre d'exemplaires restent limité. Conséquemment, les coûts associés à concevoir un nouvel outil, l'envoyer en production et en effectuer un contrôle de qualité reste très élevé. De plus, l'outillage conçu présente habituellement une complexité très élevée. Ceci entraîne comme conséquence qu'une très grande quantité de matériel est requise et que celle-ci est usinée en grande partie pour atteindre les dimensions finales des pièces (buy-to-fly élevé). La fabrication additive a le potentiel de résoudre ces problématiques grâce à une personnalisation plus grande lors de la conception, permettant de produire des outils et fixations en petite série avec plus grande efficacité en diminuant la perte de matériel. La fabrication additive métallique par fusion sur lit de poudre (PBF) permet de produire des pièces très complexes avec allègement de poids. Cependant, les pièces d'outillage requièrent souvent des sections épaisses, ce qui constitue une dépense inutile de produire ces pièces par PBF. De plus, bien que certains de ces outils et fixation peuvent être produits par PBF, la plupart présente des dimensions trop grandes pour être obtenues par ce type de système. La fabrication additive par dépôt sous énergie dirigée (DED) devient alors très intéressante; les sections épaisses des pièces proviennent de plaques et les ajouts complexes sur ces pièces peuvent être produites par DED, diminuant les coûts de production de ces outils. Les délais de production peuvent aussi être réduits de façon significative grâce à plusieurs étapes de conception mises en parallèles avec les étapes de production. Par exemple, la préforme provenant d'une plaque ou d'un bloc peut être envoyée à l'usinage alors que la conception est débutée, mais le tolérancement final et les précisions géométriques ne sont pas encore fixées. Par la suite, les sections produites par DED seront fabriquées alors que les étapes de conception seront complétées. Ces sections produites par DED deviennent aussi plus rapides à produire et moins coûteuses que leur équivalent usinées, dû au fait qu'il y ait moins de matière à ajouter qu'à usiner et aussi à la diminution de la perte de matériel qui provient des rejets sous forme de copeaux. Un nouvel enjeu se présente quant à l'utilisation du DED par rapport à la précision dimensionnelle du procédé. En effet, les outils et fixations servant à l'usinage de pièces aéronautiques ont besoin d'une grande précision dimensionnelle et possèdent des tolérances très serrées. À l'opposé, le DED possède une précision dimensionnelle relativement faible et celle-ci est inversement proportionnelle à la productivité du système. Des étapes d'usinage deviennent donc requises suite au DED, ce qui diminue la valeur ajoutée du procédé par rapport aux réduction de délais et de coûts de production souhaité. Cet ensemble de problématiques est ce qui a développé l'intérêt de la fabrication additive hybride, qui, dans le cas qui nous intéresse, implique un système DED combiné avec une CNC. Ce type de système permet d'usiner les pièces en production, résultant en des précisions dimensionnelles quasi-finales. Plus enjeux scientifiques sont cependant à investiguer, dont l'influence des étapes intermédiaires d'usinage sur la qualité du dépôt subséquent, le développement de produits d'acier 4340 optimisant la précision dimensionnelle et un coût de production plus faible, des pièces d'aluminium complexes produites sur des alliages d'aluminium corroyés et l'intégration de polymère dans les outils pour des réductions de coûts et de poids supplémentaires.

航空航天件的制造是重要的，而不是实现的目标。实际上，这些零件的使用要求对各种用途的使用和对细节的固定，这些复杂的东西不受名称示例的限制。作为新产品的合作伙伴，生产和质量控制的执行者。另外，现在的生活习惯是非常复杂的。 Ceci entraîne comme conséquence qu'une très grande quantité de matériel est requise et que celle-ci est usinée en grande party pour atteindre les Finales des pièces (buy-to-fly élevé)。制造添加剂具有解决问题的潜力，可实现个性化和伟大的构思，永久生产小系列产品和固定装置，并在材料方面发挥巨大的功效。粉末熔合金属增材制造 (PBF) 可实现粉末生产的复杂性。 Cependant，les pièces d'outillage 需要部分 épaisses，ce qui constitue une dépense inutile de produire ces pièces par PBF。此外，PBF 的某些功能和固定产品还具有系统类型的多种尺寸。 La Manufacturing Additive par dépôt sous énergie dirigée (DED) devient alors très intéressante;饰板提供的零件的部分和零件上的复合体是 DED 的产品，是小型零件的生产成本。制作过程中的一些重要细节与制作过程中的构思过程类似。例如，在最初的概念中使用一块牌匾或使用该牌匾，最终的公差和几何精度将不再是固定的。在套件中，DED 序列制作的部分产品是完整的概念序列的记录。 DED 的部分产品加上快速生产和同等用途的产品，一旦使用完毕，就可以使用并减少材料的损坏，以提供拒绝的材料德科波。 全新的 DED 应用与程序的精确尺寸融为一体。实际上，航空零件的使用和固定都适用于高精度尺寸和精确公差。相反，DED 拥有精确的相对尺寸，与系统的生产力成反比。使用Deviennent Donc 需要DED 套件，这将有助于减少延迟和生产成本的过程中的价值。这些问题的集合是增材混合制造的内部开发，它是我们的内部结构，是与 CNC 相结合的 DED 系统的一部分。该系统类型允许用户在生产过程中使用零件，结果是准最终尺寸的精度。加上调查中的科学问题，不要影响后续使用质量的中间记录，对 4340 的产品开发进行优化，精确尺寸和生产成本以及故障，铝复合制品 sur des 铝腐蚀和聚合物集成在成本和补充品减少的工作中。