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.

航空航天零件的制造非常重要，因为它们的质量和可靠性都很重要。事实上，这些碎片的使用要求利用大量的多样化的outils以及对复杂细节的固定，而这些例子的名称并不受限制。因此，有关部门将采取新的措施，确保生产和实施剩余质量控制。此外，我们还习惯性地提出了一个复杂的问题。Ceci entrane comme conséquence qu'une très acquantité de matériel est requise et que celle-ci est usinée en acquartie pour atteindre les dimensions finales des pièces（buy-to-fly élevé）.制造添加剂具有解决问题的潜力，即个性化和概念化，在小范围内渗透产品的外观和固定，并具有降低材料成本的功效。通过粉末熔融增材制造工艺（PBF），可生产出与粉末混合的复合材料。然而，各部分所需的剩余部分，构成建设和平基金生产这些部分的一个无用部分。此外，由于PBF的某些部件和固定装置需要产品，因此，该系统类型的大部分尺寸都是非常大的。 通过DED生产的添加剂非常有趣; DED产品上提供的板件和配件的部分减少了这些配件的生产成本。Les délais de production peuvent aussi être réduits de façon significative grâce à plusieurs étape de conception mises en parallèles avec les étape de production.同样，提出一块牌匾或一块砖的建议可以让人们了解概念的起源，迈斯是最终的公差，几何精度不是固定的。根据该套件，DED生产的切片也可以是完整的受孕切片。DED生产的这些部分不仅生产速度快，而且还具有相当的使用价值，但Au会造成使用者和其他人使用材料的减少，从而减少材料的损失，这些材料提供了对copeaux的反射。 Un nouvel enjeu se présente quant à l'utilisation du DED par rapport à la précision dimensionnelle du procédé.实际上，用于航空零件的外壳和固定装置需要尺寸精确，并具有非常大的公差。相反，DED具有相对于系统的精确尺寸，并且单元与系统的生产率成反比。Des étapes d'uscammedeviennent donc requises suite Au DED，ce qui diminue la valeur ajoutée du procédé par rapport aux réduction de délais et de cobiliets de production souhaité. Cet ensemble de problématiques est ce qui a dépé l'intérêt de la fabrication additive hybrid，qui，in le cas qui nous intéresse，implique un système DED combiné avec une CNC. Ce type de système permet d'usiner les pièces en production，resultant en des précisions dimensionnelles quasi-finales.此外，科学研究对研究人员来说也是至关重要的，不应受到中间商的影响，因为中间商对后续产品质量的影响，4340产品的开发对尺寸精度和生产能力的影响，铝合金产品的腐蚀性和聚合物在材料和材料供应商中的整合的影响。