Варианты использования станков с ЧПУ в военной и оборонной промышленности

В качестве основного источника производственных доходов оборонная и военная промышленность полагаются на некоторые очень гибкие, рентабельные и надежные технологии. Ожидается, что глобальные расходы на оборону будут расти в среднем на 3 % в год в период с 2019 по 2023 год и достигнут 2,1 триллиона долларов США к 2023 году. Они также вкладывают значительные средства в современные решения для обработки в различных секторах своего рабочего процесса.

Общие требования к военному оборудованию могут сильно различаться, но несколько вещей применимы ко всем. Как правило, оборудование военного класса должно быть прочным, жестким и хорошо работать в суровых условиях. Большая часть крупногабаритного оборудования изготовлена ​​из металла и требует металлических деталей, но также есть место для медицинских принадлежностей (которые должны быть одобрены военными властями, FDA или любыми государственными постановлениями, которые могут применяться в зависимости от региона).

Поскольку оборонные приложения могут пересекаться с другими отраслями, такими как связь, медицина, аэрокосмическая промышленность и т. д., это часто означает, что они также используют все оборудование для обработки, характерное для этих отраслей. Машины часто должны быть большими и способными обрабатывать такие материалы, как сплавы и твердые, прочные металлы.

Вот лишь некоторые из способов, которыми оборонная промышленность внедряет станки с ЧПУ и как они привносят что-то уникальное:

Аэрокосмические приложения

Одним из основных пользователей производственных технологий с ЧПУ является компания Lockheed Martin. Lockheed Martin, возможно, не только крупнейшее имя в оборонном производстве, но и третья по величине аэрокосмическая компания в мире после Boeing и Airbus. Тем не менее, у компании немного другие потребности, чем у двух других, поскольку она уделяет гораздо больше внимания обороне. Именно здесь на помощь приходят технологии прецизионной обработки, обеспечивающие большую точность деталей, надежность процесса и экономию затрат.

Хотя станки с ЧПУ с самого начала использовались в военных целях, современные фрезерные станки и сверла предлагают что-то уникальное, с чем не может сравниться большинство других производственных технологий. Одна только точность позволяет использовать гораздо более новые военные приложения. Композитная обшивка на F35, например, фрезерована и просверлена с такими жесткими допусками, что собранная поверхность самолета позволяет избежать несоответствий, которые могут быть обнаружены на радаре.

В случае с F-35 производители используют пятикоординатный фрезерный станок с подвесным порталом, который обеспечивает достаточную мощность для операций точной обработки композитных обшивок самолетов. Он также управляет сложными пластиковыми деталями, армированными углеродным волокном, а также алюминиевыми вакуумными приспособлениями, которые удерживают деталь во время производства. Один только станок сверлит множество типов деталей для всех частей самолета и для самого производственного процесса.

Точно так же Northrop Grumman — еще один подрядчик аэрокосмической обороны, который считает, что станки с ЧПУ — лучший способ достичь своих целей. Они имеют давние партнерские отношения с производственным конгломератом мирового класса Siemens, чтобы использовать их системы, и вложили кучу денег в разработку новых технологий для собственного использования. Исследование Northrop Grumman показало, что основными критериями, которым должен соответствовать станок с ЧПУ (для оборонных приложений), являются прочная конструкция станка, повторяемость станка, чувствительность станка, устойчивость к температуре окружающей среды и устойчивая основа станка.

Завод Northrop Grumman в Хоторне использует двухпортальные 5-осевые вертикальные фрезерные станки с ЧПУ Cincinnati с регулируемым креплением с ЧПУ, чтобы избежать затрат на сборку и настройку твердого инструмента. Три регулируемые опоры новых универсальных удерживающих приспособлений POGO (UHF) сокращают время настройки примерно на две трети при обрезке и сверлении отверстий на более чем 100 различных деталях обшивки фюзеляжа. Эти системы играют важную роль в ускорении их операций и работают вместе со станками с ЧПУ в их арсенале.

General Atomics также с энтузиазмом поддержала обработку с ЧПУ (среди многих других технологий) при разработке своих самолетов. Их работа с кораблем «Хищник» — отличный тому пример. Он служит полностью композитным самолетом, собранным вручную на одном из их заводов к югу от Ранчо Бернардо, Калифорния, с использованием в основном углеродно-эпоксидных препрегов и отвержденным в автоклаве. Материалы препрега режут на компьютеризированном станке для резки и комплектования, а резку стержня выполняют на 5-осевом станке для резки с ЧПУ.

Разработка оружия

4-осевые станки с ЧПУ использовались для разработки ракет Tomahawk еще во время войны в Персидском заливе. Эта тенденция только углубилась по мере развития технологий, в результате чего появились многоосевые машины с большими рабочими пространствами и объемами, которые могут создать кожу ракеты за один рабочий процесс. Помимо точности, такие системы требуют большого крутящего момента, чтобы они могли фрезеровать более жесткие материалы. Излишне говорить, что для таких ракет, как «Томагавк», требуются большие, сверхмощные системы, которые также должны работать с некоторыми довольно мощными материалами, поскольку это оружие часто должно выдерживать перемещение корабля и даже условия подводной лодки.

Для их разработки Raytheon использует шестиосный робот FANUC. Это позволяет одному отделу самостоятельно производить всю 20-футовую крылатую ракету, при этом робот выполняет большую часть тяжелой работы. Как можно себе представить, это опасная задача, поэтому небольшое количество ручного труда является огромным преимуществом для компании. Таким образом, роботизированная сборка не только дешевле, быстрее и точнее, но и значительно безопаснее.

Мелкие компоненты для ракет и транспортных средств постоянно разрабатываются с использованием технологий многоосевой обработки. Компоненты вертолета, такие как вращающиеся и неподвижные автоматы перекоса, втулки несущего и хвостового винтов и втулки несущего винта, разрабатываются, например, на станках с ЧПУ на предприятиях Sikorsky.

Даже в таких автомобилях, как Hummer H2, используется несколько фрезерованных компонентов. Хорошим примером является решетка спереди, изготовленная из алюминия и высокопрочной стали. Их намного быстрее изготовить и собрать благодаря уникальным преимуществам обработки на станках с ЧПУ.

Системы обнаружения и радарные технологии

Системы обнаружения и средства связи всегда необходимы оборонным и военным объектам. Таким образом, их обеспечение и техническое обслуживание всегда были задачей новейших производственных технологий. Это еще одна область, в которой обработка на станках с ЧПУ может преуспеть при использовании в качестве оплота для оперативных нужд военных.

Разработка обтекателей и радарных тарелок требует уникально трудоемких форм и тонкой отделки. Это сделано для того, чтобы они могли улавливать очень мельчайшие сигналы, которые потребуются для систем обнаружения оружия. Часто это означает, что детали, обработанные на станке с ЧПУ, должны быть гладкими и точно изогнутыми во всех нужных направлениях.

Помимо этих систем обнаружения, их корпуса также подвергаются механической обработке и фрезерованию. Высокая выносливость становится особенно необходимой, поскольку им часто приходится входить в состав военных машин, которые либо будут двигаться на высоких скоростях, либо должны выдерживать большую степень износа. Радары могут состоять из нескольких металлов и сплавов, поэтому любой станок с ЧПУ, работающий с ними, должен быть достаточно универсальным.