MMC Magazine

Gotowość do pierwszego lotu Japoński MRJ

Niebo tętni życiem

Dzięki Internetowi informacje można rozsyłać po całym świecie w czasie rzeczywistym. Jeśli zaś chodzi o ludzi i towary, najmniej czasu zajmuje transport lotniczy. 
Od 1995 roku transport lotniczy rozwija się w tempie 5% rocznie (w przeliczeniu na pasażerokilometry) i to pomimo dwóch kryzysów gospodarczych w tym okresie. Przewiduje się, że przez następne 15 lat liderem wzrostów w branży lotniczej będzie Azja, zaś w Europie powszechna dostępność połączeń pasażerskich niemal z każdego lotniska w dalszym ciągu będzie się przyczyniać do coraz większego ruchu 
na niebie.

Nowy przyjazny środowisku odrzutowiec pasażerski

Dla zaspokojenia odmiennych potrzeb związanych z pokonywanym dystansem lotów międzykontynentalnych, międzynarodowych i międzymiastowych, opracowanych zostało wiele różnych rodzajów samolotów. Obecna rewolucja produkcji odbywa się pod presją uwarunkowań środowiska, w tym globalnego ocieplenia. Aby zmniejszyć szkodliwy wpływ lotnictwa na środowisko, samoloty Boeing 787, Airbus A350 oraz inne nowe odrzutowce pasażerskie są teraz wyposażane w silniki odrzutowe, które generują niski poziom hałasu. Zastosowano w nich także więcej lekkich,  i mocnych materiałów, takich jak stopy tytanu czy tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem węglowym (CFRP), które zmniejszają masę samolotu i obniżają zużycie paliwa. W Japonii trwają przygotowania najnowszego odrzutowca pasażerskiego MRJ, dzieła Mitsubishi Aircraft Corporation, do rozpoczęcia obsługi połączeń. Obecnie linie lotnicze na całym świecie rozbudowują swoją flotę o samoloty, które będą spełniać wymagania zarówno pasażerów, 
jak i środowiska naturalnego.

W ciągu następnych 15 lat rynek przewozów lotniczych podwoi się!

Niebo nad Europą jest pełne samolotów

Podzespoły do odrzutowców pasażerskich i ich obróbka

Lwia część odrzutowców pasażerskich zawiera od 3 do 6 milionów podzespołów wykonanych z lekkich, i wytrzymałych materiałów. Większość podzespołów konstrukcyjnych podlega obróbce, a do budowy silników wykorzystuje się specjalne stopy, odporne na działanie ekstremalnych temperatur i ciśnień. Konieczność zapewnienia wydajności, precyzji i jakości determinuje zastosowanie narzędzi skrawających zaprojektowanych specjalnie do obóbki danego materiału.

1. Stopy aluminium: wysoko wydajna obróbka z ultrawysoką prędkością 300 km/h

Wiele paneli i żeber (elementów konstrukcyjnych) płatowca jest wykonanych z super-duraluminium (A7075). W procesie produkcji elementu poprzez skrawanie bloku metalu, wysoka wydajność ma kluczowe znaczenie. Zdarza się, że trzeba usunąć ponad 90% materiału, aby uzyskać wymagany kształt.
Niedawno wprowadzono na rynek narzędzia, które potrafią skrawać z prędkością 5000 m/min (300 km/h). Tempo odprowadzania wióra w tego rodzaju procesach może wynosić nawet 10 000 cm3 na minutę.

2. Stopy tytanu: Coraz częstsze stosowanie stopów tytanu spowodowało wzrost zapotrzebowania na obróbkę wysokowydajną.

W temperaturze poniżej 400°C, stopy tytanu charakteryzują się największym współczynnikiem wytrzymałości (wytrzymałość do masy) spośród wszystkich materiałów metalowych. Są dodatkowo lekkie i odporne na korozję. Do produkcji nowych odrzutowców pasażerskich coraz częściej używa się stopu tytanu Ti-6Al-4V, z którego wykonywane są podzespoły samolotu wymagające odpowiedniej wytrzymałości, takie jak podwozie i łączenia skrzydeł. Wydajna obróbka stopów tytanu nie jest jednak łatwa ze względu na ich niską przewodność cieplną, która sprawia, że ciepło wytwarzane podczas obróbki jest kumulowane w materiale i przekazywane do krawędzi skrawającej narzędzia.

3. CFRP: nowy materiał XXI wieku

CFRP (Carbon Fiber–Reinforced Polymer) jest nie tylko dziesięć razy bardziej wytrzymały 
od stali (stosunek wytrzymałości do masy), lecz jest także materiałem lekkim i odpornym na korozję, a jego popularność w XXI wieku gwałtownie rośnie. Duże podzespoły statków powietrznych, takie jak elementy kadłuba, są formowane warstwowo w specjalnych formach z arkuszy zawierających włókna węglowe, a następnie podgrzewane w próżni. Duża wytrzymałość CFRP wiąże się jednak z trudnościami w obróbce i koniecznością używania narzędzi diamentowych lub z diamentowymi powłokami.

4. Superstopy: niezwykle praktyczne stopy metali o wyjątkowej trwałości

nawet w wysokich temperaturach sięgających 1000°C. Są używane w sekcjach silnika związanych ze spalaniem i wydechem. Do typowych przykładów należą stopy niklu INCONEL i WASPALOY. Superstopy zachowują wytrzymałość nawet w wysokich temperaturach, a to z kolei skutkuje ich niską obrabialnością. Materiały te wymagają wysokiej jakości obróbki, dlatego przed rozpoczęciem produkcji na skalę masową potrzebna jest dokładna analiza i planowanie procesów produkcyjnych.

Japonia światu. Z pasji do branży lotniczej

W 2001 roku Firma Mitsubishi Materials Corporation rozpoczęła na pełną skalę produkcję narzędzi skrawających dla przemysłu lotniczego. Jednak wysoki standard narzędzi, już wówczas dostępnych w Europie i w Stanach Zjednoczonych, oznaczał konieczność ciągłego doskonalenia narzędzi lotniczych firmy Mitsubishi Materials Corporation, którego efektem jest nasza aktualna, niezwykle bogata oferta wysoko wydajnych frezów. Firma zatrudnia razem 20 ekspertów ds. lotnictwa w 10 punktach na całym świecie, m.in. w Japonii, Stanach Zjednoczonych, Azji i Europie. Dzięki temu, że nadrzędnym celem firmy jest doskonalenie produktów i procesów obróbkowych, osiągnęliśmy poziom, który pozwala nam uczestniczyć 
we wspólnych międzynarodowych projektach obejmujących nowe odrzutowce pasażerskie. W pracach nad wprowadzeniem japońskiego know-how do branży lotniczej udział bierze dwóch doświadczonych inżynierów z Mitsubishi Materials Corporation.

Nowe moce na rynku

Kierownik biznesowy ds. lotnictwa, pan Masaaki Ito, traktuje obróbkę kompleksowo, wykorzystując 11-letnie doświadczenie pracy w firmie produkującej narzędzia zgodne z normami ISO dla złożonych urządzeń skrawających. Technologia opracowana w prowadzonym przez niego dziale była rozwijana przez producentów narzędzi skrawających we współpracy z uczelniami i instytutami badawczymi, a także z producentami samolotów. — Nasza technologia wysoko wydajnej obróbki materiałów trudno obrabialnych osiągnęła poziom, którego nie mógłby uzyskać sam producent narzędzi skrawających — powiedział Masaaki Ito. Strategia Mitsubishi Materials Corporation promuje powstawanie światowych partnerstw z myślą o dalszym rozwoju działalności lotniczej. Dlatego właśnie wiosną 2014 roku firma przystąpiła do Centrum Badań nad Zaawansowaną Produkcją (AMRC) w Wielkiej Brytanii. AMRC realizuje projekty badawcze zlecane przez największych producentów samolotów i do obróbki stopów tytanu używa monolitycznych frezów trzpieniowych Mitsubishi. Obecnie blisko współpracujemy ze specjalistami działającymi w branży badawczo-rozwojowej w kraju i na świecie. Wykorzystujemy efekty tej współpracy do projektowania narzędzi skrawających nowej generacji.

Ekspert w obróbce materiałów trudno obrabialnych

Kierownik techniczny Tsuyoshi Nagano pracuje nad rozwojem technologii obróbkowych, od kiedy rozpoczął pracę 
w firmie 20 lat temu. Kierował wewnętrznymi próbami rozwojowymi oraz rozwojem nowych technologii, a efekty jego pracy były prezentowane na wystawach na całym świecie. Po przeniesieniu do działu inżynierii zastosowań, dzięki bogatemu doświadczeniu w opracowywaniu technologii obróbkowych, łatwo nawiązał ciepłe relacje z producentami samolotów i narzędzi skrawających. Pracował głównie w Japonii i innych krajach azjatyckich, skupiając się na praktycznym wspieraniu technologii i rozwiązywaniu problemów dotyczących trudno obrabialnych materiałów, z wykorzystaniem sieci Mitsubishi Materials. Tsuyoshi promuje również uczestnictwo w targach narzędzi skrawających i lotniczych, organizowanych w Ameryce Północnej, Europie, Chinach i Japonii. Mitsubishi Materials to jedyny japoński producent narzędzi skrawających, który wziął udział w międzynarodowych targach lotniczych Zhuhai 2014, największej imprezie branżowej organizowanej w Chinach.