Von Segeltuch und Holz der Gebrüder Wright bis zu den silbernen Flügeln der heutigen Flugzeuge – die Geschichte der Luftfahrtmaterialien ist geprägt vom Wettstreit um jedes Gramm Gewichtseinsparung. In diesem letzten Kampf zwischen Festigkeit und Leichtigkeit haben die Meister der Lüfte nur ein einziges Metall zur Auswahl : Aluminiumlegierung.
Es ist nicht das stärkste Metall und verträgt auch keine Hitze, aber dank seines beispiellosen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und seiner Kosten findet es im Idealfall ein Gleichgewicht mit den strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt.
Dieser Leitfaden, der auf Grundlage der Fachkompetenz von JS Precision in der Blechbearbeitung entwickelt wurde, erläutert ausführlich, wie Aluminiumlegierungen die hohen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt erfüllen – von der Leistung bis zur Herstellung, von der Anwendung bis zur Innovation – und dient als praktische Referenz.
Zusammenfassung der Kernantworten
Kernanforderungen der Luft- und Raumfahrt | Lösungen durch Aluminiumlegierungen | Schlüsselwerte |
Extrem leicht | Geringe Dichte (ca. 2,7 g/cm³) und extrem hohe spezifische Festigkeit (Festigkeit/Dichte). | Verbesserte Kraftstoffeffizienz, größere Reichweite und höhere Nutzlast. |
Hohe Festigkeit und Haltbarkeit | Deutlich erhöhte Festigkeit durch Wärmebehandlung (z. B. T6-Temperierung) und Legierung (Zugabe von Kupfer, Zink, Magnesium usw.). | Hält aerodynamischen Belastungen und Druckzyklen während des Fluges stand. |
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit | Auf der Oberfläche bildet sich auf natürliche Weise ein dichter Oxidfilm, der durch Eloxieren noch verstärkt werden kann. | Längere Lebensdauer, geringere Wartungskosten und Anpassungsfähigkeit an komplexe Umgebungen. |
Hervorragende Verarbeitbarkeit | Hervorragende Leistung bei der Blechumformung, -bearbeitung, -extrusion und beim Fügen. | Erleichtert die Herstellung komplexer aerodynamischer Formen mit hoher Produktionseffizienz. |
Erschwinglichkeit und Recyclingfähigkeit | Deutlich geringere Kosten als Titanlegierungen und -verbundstoffe und zu 100 % recycelbar. | Niedrige Lebenszykluskosten im Einklang mit nachhaltiger Entwicklung. |
Wie erfüllen Aluminiumlegierungen die harten Anforderungen der Luft- und Raumfahrt? Aus der Fertigungspraxis von JS Precision
JS Precision verfügt über 15 Jahre Erfahrung in der Blechbearbeitung für die Luft- und Raumfahrt und hat über 5.000 hochpräzise Blechteile für über 200 Luftfahrtunternehmen auf der ganzen Welt hergestellt.
So verwendete das Unternehmen beispielsweise bei einem Halterungsprojekt in einer Raumstation die Aluminiumlegierung 7075, um eine Konturgenauigkeit von ±0,1 mm zu erreichen und gleichzeitig 8 % Gewicht bei den Komponenten einzusparen. Das gesamte Projekt, von der Designprüfung bis zur Auslieferung, wurde in 35 Tagen abgeschlossen.
Bei der Herstellung von Rumpfhäuten für Passagierflugzeuge konnte durch Rührreibschweißen das Problem der Schweißrissbildung bei der Aluminiumlegierung 2024 gelöst werden, wodurch die Schweißdurchgangsrate vom Branchendurchschnitt von 92 % auf 99,5 % gesteigert werden konnte.
Unsere technischen Fähigkeiten und die Optimierung der Lieferkette in diesem Bereich wurden von TechBullion hervorgehoben, was die Anerkennung unserer technischen Fähigkeiten in der Branche weiter unterstreicht. Dieser Leitfaden stützt sich auf das technische Fachwissen, das wir in diesen realen Projekten erworben haben, und bietet Ihnen sinnvolle und praktische Lösungen für die Blechbearbeitung.
JS Precision bietet kundenspezifische Blechbearbeitung für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Wir passen Komponenten Ihren Anforderungen an und liefern Ihnen innerhalb von 72 Stunden nach Bestellung Lösungen, die den Leistungsanforderungen in rauen Umgebungen genau entsprechen. Arbeiten Sie mit uns – das bedeutet Zuverlässigkeit.
Aluminiumlegierung ist das ideale Material für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Warum?
Bei der Materialauswahl in der Luft- und Raumfahrt geht es um Leistung und Gewicht. Aluminiumlegierungen sind aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile die ideale Option.
Der König der spezifischen Stärke
Die spezifische Festigkeit ist das Verhältnis der Festigkeit eines Materials zu seiner Dichte und bestimmt direkt, wie gut ein Bauteil eine geringere Festigkeit ausgleichen kann. Hier ist der Vergleich der spezifischen Festigkeiten dreier Standardmaterialien aus der Luft- und Raumfahrt:
Material | Festigkeit (MPa) | Dichte (g/cm³) | Spezifische Festigkeit (MPa/(g/cm³) |
Typischer Stahl | 600 | 7.8 | Ungefähr 25 |
Titanlegierung | 900 | 4.5 | Ungefähr 80 |
7075 Aluminiumlegierung | 570 | 2.8 | Ungefähr 75 |
Wie die Tabelle zeigt, nähert sich die Zugfestigkeit von Aluminiumlegierungen der von Titanlegierungen an und ist mehr als doppelt so hoch wie die von handelsüblichem Stahl, wodurch erhebliche Gewichtseinsparungen ohne Festigkeitsverlust möglich sind.
So spart beispielsweise die Verwendung von Blechteilen aus Aluminiumlegierungen im Rumpf eines mittelgroßen Passagierflugzeugs im Vergleich zu einer Vollstahlkonstruktion 4,2 Tonnen Gewicht und senkt den Treibstoffverbrauch jährlich um 120.000 Liter.
Ermüdungslebensdauer
Aluminiumlegierungen können weit über 100.000 Belastungszyklen standhalten, da ihre Kornstruktur bei wiederholter Belastung nicht reißt. Bei Passagierflugzeugen beispielsweise beträgt die Lebensdauer von Aluminiumlegierungskomponenten bei etwa 3.000 Start- und Landezyklen pro Jahr deutlich über 30 Jahre .
Sogar Kampfflugzeuge mit noch mehr Starts und Landungen (etwa 5.000 pro Jahr) verfügen über langlebige Komponenten aus Aluminiumlegierungen , die 25 Jahre halten und die Tausenden von Belastungszyklen, denen Flugzeuge ausgesetzt sind, problemlos bewältigen.
Ein Vermächtnis der „Weltraumqualität“
Vom Aluminiumrumpf der Flugmaschine der Gebrüder Wright im Jahr 1903 über das Aluminiumlegierungsgerüst der Apollo-Mondlandefähre im Jahr 1969 (Aluminiumlegierung 2219) bis hin zur modernen Boeing 787 (mit Blechkomponenten aus 15 % Aluminiumlegierung) und den Solarzellenträgern der Internationalen Raumstation waren Aluminiumlegierungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie schon immer ein Dauerbrenner .
Die „Liga der Könige“ der Legierungen: Die am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungsfamilien in der Luft- und Raumfahrt
Verschiedene Serien von Aluminiumlegierungen verfügen je nach ihren unterschiedlichen Zusammensetzungen über charakteristische Eigenschaften, die den vielfältigen Anforderungen an Teile für die Luft- und Raumfahrt gerecht werden:
2xxx-Serie (Al-Cu-Legierungen): 2024, der „König der Flugzeugrümpfe“, macht etwa 30 % des Aluminiumlegierungsverbrauchs von Passagierflugzeugen aus. Die Rumpfhäute der Boeing 737 und des Airbus A320 bestehen größtenteils aus 2024-Aluminiumlegierungen. Seine Dauerfestigkeit ist in der Lage, den Kräften wiederholter Starts und Landungen standzuhalten.
7xxx-Serie (Al-Zn-Mg-Legierungen): Beispielsweise gehört 7075, der „König der Tragflächenholme“, zu den stabilsten Aluminiumlegierungen, die derzeit verwendet werden. Die Hauptholme der Tragflächen der Boeing 787 und die Landestreben des F-16-Kampfflugzeugs bestehen alle aus der Aluminiumlegierung 7075, die das Rumpfgewicht und die aerodynamischen Belastungen im Flug tragen kann.
6xxx-Serie (Al-Mg-Si-Legierungen): wie 6061 sind „universelle“ Werkstoffe für ein breites Anwendungsspektrum. Sie werden nicht nur für Rumpfverstärkungen von Passagierflugzeugen, sondern auch für Rumpfrahmen unbemannter Flugzeuge und interne Halterungen von Satelliten verwendet. Aufgrund ihrer hohen Korrosionsbeständigkeit werden sie in feuchten und hochgelegenen Anwendungen eingesetzt.
8xxx-Serie und Al-Li-Legierungen: wie 2099 und 2195 sind fortschrittliche Materialien der neuen Generation für Flugzeug- und Raumfahrttreibstofftanks. Der Treibstofftank der SpaceX Falcon 9-Rakete besteht aus der Aluminium-Lithium-Legierung 2195, die 8 % leichter ist als herkömmliche Aluminiumlegierungen und so die Nutzlast der Rakete erhöht.
JS Precision kennt außerdem die Eigenschaften verschiedener Aluminiumlegierungen für die Luftfahrt und bietet Online-Blechbearbeitungsdienste an, die in Echtzeit auf die Verarbeitungsanforderungen für verschiedene Aluminiumlegierungssorten reagieren und Probleme mit der Materialkompatibilität beseitigen.
Unbeugsame Verbindung: Die Technik zum Verbinden von Aluminiumlegierungsblechen in der Luft- und Raumfahrt
Die Integrität von Blechverbindungen aus Aluminiumlegierungen wirkt sich direkt auf die Sicherheit von Luft- und Raumfahrtkomponenten aus. Es werden vier Verbindungsmethoden verwendet:
1. Nieten: Ein herkömmliches Verfahren in der Luftfahrtindustrie. Es ist sehr zuverlässig, leicht zu prüfen und kann selbst bei kleineren Defekten sofort ausgetauscht werden. Heute werden etwa 80 % der Rumpfverbindungen von Passagierflugzeugen genietet. JS Precision verwendet Präzisionsnietpistolen, um Nieten mit der erforderlichen Festigkeit herzustellen.
2. Reibrührschweißen: Eine Festkörperverbindungstechnologie, die keine Schweißwärmeeinflusszone erzeugt und eine Verschlechterung der Materialleistung vermeidet. Sie wird häufig zum Verbinden von Flügelträgern aus Aluminiumlegierung 7075 verwendet.
3. Kleben: Eine Methode, die mit Verbundwerkstoffen kompatibel ist. Strukturklebstoffe verteilen Spannungen und werden oft in Verbindung mit Nieten verwendet. So konnte beispielsweise bei der Außenhautverbindung des Demonstratorflugzeugs „Lingque“ durch Kleben in Kombination mit Nieten die Verbindungsfestigkeit um 20 % erhöht werden.
4. Befestigungssysteme: Hochsichere Bolzen und Ringnutnieten mit hoher Präzision (Toleranz ±0,05 mm) und verliersicherer Konstruktion eignen sich für Teile, die wiederholten Vibrationen ausgesetzt sind, z. B. Motorlager.
Die Weisheit des Biegens: Präzisionsformung von Blechen in Luftfahrtqualität
Um Bleche aus Aluminiumlegierungen in Luftfahrtqualität präzise biegen zu können, ist die Kontrolle einer Reihe wichtiger Punkte erforderlich:
1. „K-Faktor“ und „Biegetoleranz“
Der K-Faktor bestimmt die Lage der neutralen Schicht beim Blechbiegen , vereinfacht gesagt: „Wo ist die Schicht im Material, die sich beim Biegen nicht verformt.“ Die genaue Berechnung des K-Faktors gewährleistet eine Biegewinkelabweichung von weniger als 0,5°.
JS Precision verwendet spezielle Software zur automatischen Berechnung des K-Faktors für verschiedene Aluminiumlegierungen. Die „Biegetoleranz“ bezeichnet den Bereich der zulässigen Winkelabweichung. Für Anforderungen in der Luft- und Raumfahrt liegt dieser typischerweise innerhalb von ±0,3°.
2. Die goldene Regel des Biegeradius
Das R/T-Verhältnis von Biegung zu Blechdicke sollte nicht kleiner als 1 sein. Beispielsweise sollte eine 7075-Aluminiumlegierung mit einer Dicke von 1 mm einen Biegeradius von mindestens 1 mm aufweisen. Der Grund dafür ist, dass das Material bei einem zu kleinen Radius Spannungskonzentrationen aufweist, die über den Toleranzbereich hinaus leicht zu Rissen führen können.
3. Die Bedeutung der Maserungsrichtung
Walzblech hat eine Maserungsrichtung wie Holz. Die Biegelinie muss senkrecht zur Maserungsrichtung verlaufen. Wenn beispielsweise eine Aluminiumlegierung 6061 in Maserungsrichtung gebogen wird, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit von Rissen von 5 % auf 30 %.
4.Vorhersage und Kompensation der Rückfederung
Dies ist eine grundlegende Technologie der Blechbearbeitung, die in der Luftfahrt eingesetzt wird. Finite-Elemente-Softwaresimulation der Rückfederung. Beispielsweise erfährt die Aluminiumlegierung 7075-T6 bei einer Biegung um 90° eine Rückfederung von etwa 5°. Formen werden daher für eine Biegung um 95° hergestellt. Präzisionsbiegemaschinen mit Korrekturfunktion werden verwendet, um Druckkorrekturen in Echtzeit vorzunehmen und so den endgültigen Winkel den gewünschten Standards zu entsprechen.
JS Precision konzentriert sich auf die Präzisionsformung von Blechen und beherrscht Kerntechnologien zur Vorhersage und Kompensation von Rückprallen. Wir erreichen Konturgenauigkeiten von ±0,2 mm und bieten Präzisionsbiegelösungen für Ihre Luft- und Raumfahrtanwendungen.
Hauptanwendungen von Aluminiumlegierungen: Technische Lösungen zur Gewichtseinsparung und Festigkeit in der Luft- und Raumfahrt
Bei der Anwendung von Aluminiumlegierungen in verschiedenen Segmenten der Luft- und Raumfahrt geht es um Gewichtseinsparungen gegenüber Festigkeit:
Passagierflugzeuge:
So kommen beispielsweise bei der Boeing 777 rund 54 Tonnen Blechkomponenten aus Aluminiumlegierungen in Rumpf und Tragflächen zum Einsatz. Diese sind 30 % leichter als Stahlbleche und sparen jährlich Treibstoff im Wert von 200.000 US-Dollar. Auch die Rumpfhaut des Airbus A350 besteht aus einer Aluminiumlegierung 2024. Dank der richtigen Blechverarbeitung gelingt die Verbindung komplexer, gekrümmter Oberflächen perfekt, was den Luftwiderstand reduziert.
Luft- und Raumfahrt:
Satelliten-Treibstofftanks aus Aluminium-Lithium-Legierungen wiegen 10 % weniger als herkömmliche Aluminiumlegierungen, können 5 % mehr Treibstoff transportieren und verlängern die Lebensdauer eines Satelliten im Orbit. So verlängerte beispielsweise der Treibstofftank eines geostationären Satelliten aus der Aluminium-Lithium-Legierung 2195, der um 12 kg reduziert wurde, seine Lebensdauer im Orbit von 15 auf 18 Jahre.
Drohnenfeld:
Im Rumpfrahmen kommt die Aluminiumlegierung 6061 zum Einsatz, die den Anforderungen an die Windbeständigkeit gerecht wird, das Gesamtgewicht unter 20 kg hält und die Flugdauer verbessert. Die Baugruppe einer militärischen Aufklärungsdrohne aus Blech aus Aluminiumlegierung 6061-T6 wiegt nur 3,2 kg, hält aber Windstärke 8 stand und hält 40 Flugstunden durch.
JS Precision versteht die Anforderungen zahlreicher Luft- und Raumfahrtanwendungen und bietet kundenspezifische Fertigungslösungen für die Blechbearbeitung zu wettbewerbsfähigen Preisen für die Blechbearbeitung, um die Projektkosten im Griff zu behalten.
Die „ultimative Herausforderung“ bei Materialien: Hochmoderne Innovation bei Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt
Angesichts der immer strengeren Anforderungen der Luft- und Raumfahrt werden in der Aluminiumlegierungstechnologie immer neue Maßstäbe gesetzt:
1. Herausforderung Wärmemanagement: Überschallflugzeuge können während des Fluges Oberflächentemperaturen von bis zu 300 °C erreichen. Aluminiumlegierungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit (Wärmeleitfähigkeit: 250 W/(m·K)) können die aerodynamische Wärme schnell ableiten.
2. Korrosionsbeständige „Panzerung“: Mit Siliziumkarbidpartikeln verstärkte Aluminiumlegierungen bieten eine um 50 % höhere Korrosionsbeständigkeit als Standard-Aluminiumlegierungen und eine um 30 % höhere spezifische Steifigkeit und sind daher für den Einsatz in trägergestützten Flugzeugkomponenten geeignet, die der Meeresumwelt ausgesetzt sind.
3. Additive Fertigung (3D-Druck): Spezielle Aluminiumlegierungspulver können zum 3D-Druck topologisch optimierter Strukturkomponenten, z. B. Turbinenschaufeln, verwendet werden. Diese Komponenten sind 25 % leichter als herkömmliche Schmiedeteile und können komplexe interne Kanäle für eine verbesserte Wärmeableitung unterstützen.
Fallstudie: Präzisionsblechmontage eines hochkomplexen, verkleinerten „Lingque“-Demonstratorflügels
Projektherausforderungen
Ein Hersteller von Luft- und Raumfahrttechnik entwickelte für den verkleinerten „Lingque“-Demonstrator eine Mittelflügelbaugruppe. Die Baugruppe bestand aus fünf Außenhäuten aus Aluminiumlegierung 7075-T651 (maximale Größe 1200 mm x 800 mm) mit unterschiedlichen Krümmungen und 12 Verstärkungsrippen aus Aluminiumlegierung 6061-T6.
- Materialherausforderung: Die Aluminiumlegierung 7075-T651 weist eine Dehnung von lediglich 11 % auf und ist daher beim Biegen und Formen sehr anfällig für Risse.
- Herausforderung für die Präzision: Die aerodynamische Struktur erforderte, dass die Oberfläche der Haut eine Toleranz von ±0,2 mm aufwies, was der doppelten Dicke eines menschlichen Haares entspricht.
- Herausforderung beim Verbinden: Die Festigkeit der Aluminiumlegierung 7075 kann durch die Wärmeeinflusszone (WEZ) beim Schweißen um 15 % reduziert werden, und herkömmliches Schweißen muss vermieden werden.
JS Precision Solution
1. Digitales Formen: Durch die Kombination von digitalem inkrementellem Formen und präzisem Wasserstrahlschneiden wird das Aluminiumblech mit über 1.000 inkrementellen Pressen zu einer präzisen Oberfläche „geknetet“, ohne den Einsatz herkömmlicher Formen. Die Genauigkeit beim Wasserstrahlschneiden beträgt bis zu ±0,05 mm.
2. Biegeoptimierung: Mithilfe der Finite-Elemente-Software ABAQUS zur Modellierung der Rückfederung wurden Biegekompensationswinkel von 5°, 7° und 9° für Blechdicken von 1 mm, 2 mm bzw. 3 mm angepasst. Dies wurde mit einer deutschen Präzisionsbiegemaschine von TRUMPF durchgeführt, um eine Winkelkorrektur in Echtzeit zu ermöglichen.
3.Starke Verbindungen: An den Rippen wurde Reibrührschweißen angewendet, wobei die Schweißnahtfestigkeit 90 % des Grundmaterials betrug. Die Außenhautverbindung erfolgte durch eine Hybridkombination aus 3 mm dicken Titanlegierungsnieten und struktureller Klebeverbindung zur Lastverteilung.
Projektergebnisse
Die erfolgreich installierte 2,8 kg schwere Flügelbaugruppe lag nur 5 % unter dem angestrebten Konstruktionsgewicht von 2,8 kg. Die Konturgenauigkeit in allen Positionen wurde durch Tests mit einer Koordinatenmessmaschine auf ±0,15 mm zertifiziert und erfüllte damit die aerodynamischen Anforderungen in vollem Umfang.
Das Teil wurde 1.000 simulierten Start- und Landedrucktests unterzogen , ohne dass es zu Verformungen oder Rissen kam. Dies leistete einen wichtigen Beitrag zum erfolgreichen Erstflug des Demonstrationsflugzeugs „Spirit Sparrow“ und ist eine eindrucksvolle Bestätigung der Fähigkeiten von JS Precision in der Blechverarbeitung.
Aluminiumlegierung: Warum sie eine erschwingliche „Säule des blauen Himmels“ ist
Aluminiumlegierungen wurden aufgrund ihrer Kosteneffizienz zur Säule der Luft- und Raumfahrt:
Kostenart | Aluminiumlegierungshaut (USD) | Kohlefaser-Verbundhaut (USD) |
Rohstoffkosten | 20.000 | 80.000 |
Bearbeitungsgebühr | 15.000 | 40.000 |
Lebensdauer (Jahre) | 30 | 25 |
Reparaturkosten | 5.000 | 20.000 |
Recyclingwert | 8.000 | 2.000 |
Gesamtlebenszykluskosten | 32.000 | 138.000 |
Reife Industriekette
Weltweit gibt es über 500 Hersteller von Aluminiumlegierungen in Luftfahrtqualität, von Alcoas 7075-Aluminiumlegierungsblech bis zu Chinas 2024-Aluminiumlegierungsspule. Die Lieferkette ist gut und die Lieferzeiten betragen in der Regel nur 7–10 Tage, wobei reichlich Rohmaterial vorhanden ist.
Unübertroffene Kosteneffizienz
In der Luft- und Raumfahrt erfüllen Aluminiumlegierungen die Leistungsanforderungen zu einem Drittel der Kosten von Titanlegierungen und einem Fünftel der Kosten von Kohlefaser. Dank eines ausgereiften Prozesses und einer Verarbeitungsausbeute von über 98 % ist Aluminium heute die „beste Lösung“.
JS Precision setzt auf eine ausgereifte Lieferkette für Aluminiumlegierungen, um die Kosten zu kontrollieren und kostengünstige Dienstleistungen bei der Herstellung von Blechteilen anzubieten. Nach der Bestellung können Kunden die Rückverfolgbarkeit der Rohstoffe in Anspruch nehmen, um eine stabile Qualität jeder Teilecharge sicherzustellen.
FAQs
F1: Wie kontrollieren wir die Biegerückfederung bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungen für die Luftfahrt?
Wir simulieren zunächst die Rückfederung verschiedener Aluminiumlegierungen bei unterschiedlichen Dicken und Biegewinkeln mit einer Finite-Elemente-Software (z. B. ANSYS). Später, bei der Formkonstruktion, verwenden wir dann basierend auf der Simulation eine geeignete Winkelkompensation. Abschließend trimmen wir mithilfe der tatsächlichen Druckrückmeldung der CNC-Abkantpresse zwei- bis dreimal, um Fehler zu eliminieren. Der endgültige Biegewinkelfehler liegt unter 0,5°.
F2: Wie unterscheidet sich die Aluminiumlegierung für die Luft- und Raumfahrt von herkömmlichem Aluminium, das im Bauwesen verwendet wird?
Erstens weisen Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt einen Aluminiumgehalt von über 99,7 % auf, während herkömmliches Baualuminium nur eine Reinheit von 95 % aufweist. Zweitens unterliegen Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt strengen Grenzwerten für den Kupfer-, Zink- und Magnesiumgehalt, während Baualuminium eine weniger eingeschränkte Zusammensetzung aufweist. Schließlich müssen Aluminiumlegierungen für die Luft- und Raumfahrt im Rahmen von Qualitätsprüfungen auf innere Porosität geprüft werden, Baualuminium hingegen nicht.
F3: Warum bestehen nicht alle Flugzeuge aus leichteren Kohlefaserverbundwerkstoffen?
Kohlefaserverbundwerkstoffe sind über fünfmal so teuer wie Aluminiumlegierungen. Zudem sind sie wenig widerstandsfähig gegen Aufprallschäden. Bei einem Vogelschlag zerspringen Kohlefaserkomponenten sofort, während sich Aluminiumlegierungen lediglich verformen. Reparaturen sind zudem aufwendig, da gebrochene Kohlefaserkomponenten komplett ausgetauscht werden müssen, was dreimal so teuer ist wie bei Aluminiumlegierungen.
F4: Wie wähle ich bei der Konstruktion die geeignete Aluminiumlegierungssorte für mein Luft- und Raumfahrtprojekt aus?
Dabei sind vier Überlegungen gegeneinander abzuwägen:
- Festigkeitsanforderungen. Wenn eine hohe Festigkeit erforderlich ist (z. B. für Flügelholme), wählen Sie die Serie 7xxx.
- Anforderungen an die Verarbeitungstechnologie. Wenn Schweißen erforderlich ist, wählen Sie die Serie 6xxx.
- Berücksichtigen Sie Ihr Gewichtsbedürfnis. Wenn Sie extrem abnehmen möchten, verwenden Sie eine Aluminium-Lithium-Legierung.
- Berücksichtigen Sie die Kosten. Wenn es um die Kosten geht, ist die 6xxx-Serie ideal.
Zusammenfassung
Von kommerziellen Passagierflugzeugen bis hin zu Raumfahrzeugen zur Erforschung des Weltraums: Aluminiumlegierungen haben mit ihrer verbesserten Leistung und bewährten Wirtschaftlichkeit die Grundlage für die moderne Luft- und Raumfahrt geschaffen. Sie sind nicht nur ein Klassiker der Materialwissenschaft, sondern auch ein Beweis für den menschlichen Einfallsreichtum, der die ideale Balance zwischen Leichtigkeit und Festigkeit gefunden hat.
JS Precision bietet Ihnen einen umfassenden Online-Service für die Blechbearbeitung – von der Materialbeschaffung und Designoptimierung bis hin zur Verarbeitung und Lieferung. Mit transparenten Preisen und schnellen Lieferzyklen erfüllen wir Ihre Anforderungen präzise, egal ob Sie einfache Blechkomponenten oder komplexe Blechteile benötigen.
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