JS Precision

En une semaine, une machine peut usiner les pales en titane extrêmement courbées d'un turboréacteur à partir d'un lingot massif, dont les surfaces sont suffisamment précises pour guider le flux d'air supersonique. Elle usine ensuite la structure porteuse massive où l'aile se fixe au fuselage, chaque surface de contact étant impeccable.

Il ne s'agit pas d'une technologie du futur, mais du quotidien des meilleurs services d'usinage CNC 5 axes actuels. Dans l'aéronautique, la quête de complexité, de légèreté et de fiabilité absolue a fait de l'usinage CNC 5 axes une option, non plus, mais une nécessité.

Il s'agit d'un manuel pratique qui vous aidera à voir clairement comment obtenir avec succès des pièces usinées CNC standard aérospatiales avec des services d'usinage CNC 5 axes, vous offrant une référence fiable pour vos besoins de fabrication.

Résumé des réponses clés

Pourquoi nous faire confiance ? Études de cas sur le service JS Precision 5 axes

JS Precision est sérieusement engagé dans le secteur de l'usinage CNC 5 axes pour l'aérospatiale depuis plus de 15 ans, ayant expédié plus de 10 000 pièces usinées CNC et fourni des services à plus de 300 entreprises aérospatiales à travers le monde avec un taux de qualification de produit constant de plus de 99,8 %.

Nos capacités couvrent un spectre de domaines importants tels que l'usinage d'une aile monobloc en alliage d'aluminium pour un producteur d'avions de ligne avec une réduction de poids de 25 %, et la fabrication d'une cavité de capteur de bouclier thermique pour une capsule de rentrée spatiale pour une agence spatiale avec une qualification à 100 %.

Nous avons également usiné diverses pièces complexes, par exemple des blocs moteurs, des disques blisks et des supports de satellites, et connaissons les caractéristiques d'usinage des matériaux aérospatiaux tels que l'alliage d'aluminium 7075-T6, l'alliage de titane Ti-6Al-4V et l'alliage à base de nickel Inconel 718.

Ce manuel est un condensé de notre expérience pratique. Des explications techniques aux études de cas, chaque élément a été testé et approuvé sur des projets concrets. Son pragmatisme et son professionnalisme sont des valeurs sûres.

JS Precision fournit des services d'usinage CNC 5 axes à l'industrie aéronautique depuis plus de 15 ans et a fabriqué plus de 10 000 pièces usinées CNC. Pour une garantie de service, publiez votre modèle 3D en ligne ; nous vous fournirons un retour d'expert sous 24 heures, vous permettant ainsi d'acquérir rapidement des pièces conformes.

Au-delà des trois dimensions : démystifier la machine CNC à 5 axes : signification et valeur

Pour comprendre les avantages de l’usinage CNC 5 axes, il est d’abord nécessaire de clarifier la signification de la machine CNC 5 axes.

Il ne s'agit pas de cinq machines combinées, mais d'une machine-outil complète, capable de mouvements simultanés et coordonnés sur cinq axes (axes linéaires X, Y et Z + axes rotatifs A et C). Cette coordination sur cinq axes améliore la flexibilité d'usinage des pièces complexes.

L'usinage 5 axes et l'usinage de positionnement 3+2 sont des termes ambigus. Les différences entre les deux sont expliquées dans le tableau ci-dessous :

Pourquoi la technologie 5 axes constitue-t-elle un marché naturel pour l'industrie aérospatiale ? Cela s'explique par trois propriétés :

• Dans les structures intégrées « légères et très résistantes » (comme les ailes intégrées), l'usinage 5 axes permet d'usiner des structures complexes directement à partir d'un seul élément de matériau.
• Dans les surfaces aérodynamiques/de transmission de force complexes (telles que les aubes de moteur), l'usinage 5 axes permet un usinage précis.
• Dans les matériaux coûteux (tels que les alliages de titane et les alliages à base de nickel), l'usinage 5 axes réduit les déchets et permet de réduire les coûts.

JS Precision maîtrise parfaitement le fonctionnement des machines CNC 5 axes et les exigences de la fabrication aéronautique, distinguant clairement les conditions d'usinage 3+2 et 5 axes. Choisissez notre service d'usinage 5 axes pour l'aéronautique et téléchargez un modèle pour obtenir une solution de processus personnalisée, facilitant ainsi l'usinage de pièces complexes.

Réaliser l'impossible : comment l'usinage 5 axes révolutionne la fabrication aérospatiale

L'usinage CNC 5 axes révolutionne considérablement la fabrication aérospatiale, visualisée en quatre points clés :

1. Alimentation à configuration unique :

Traditionnellement, l'usinage de pièces CNC cruciales, comme les carters moteurs et les trains d'atterrissage, nécessite une série de réglages, souvent sujets à des erreurs de positionnement. L'usinage 5 axes peut être réalisé en un seul réglage, éliminant ainsi totalement ces erreurs. Par exemple, la coaxialité du train d'atterrissage peut être maintenue avec une tolérance de 0,003 mm.

2. Des outils plus courts, une plus grande précision :

L'usinage 5 axes facilite l'utilisation d'outils plus courts, réduisant ainsi les vibrations et améliorant l'état de surface et les paramètres de coupe. Par exemple, pour l'usinage de disques aubagés monoblocs en alliage de titane, des outils plus courts permettent d'obtenir des états de surface inférieurs à Ra0,4 μm et de réduire le temps d'usinage de 20 %.

3. Conquérir la géométrie difficile :

Les angles négatifs et les cavités abruptes des composants tels que les disques aubagés monoblocs et les aubes directrices sont difficiles à usiner sur des machines traditionnelles. L'usinage 5 axes permet un positionnement flexible des angles d'outils, permettant un usinage précis des angles négatifs sans compromettre les dimensions.

4. Semaines à mois :

Un accélérateur de production et une puissance de prototypage : Pour le prototypage rapide et la production en petites séries, l'usinage 5 axes réduit la complexité des outils et le nombre de changements d'équipements. Par exemple, un prototype de chambre de combustion de moteur, dont la fabrication prend normalement trois mois, nécessite deux semaines d'usinage 5 axes.

Les services d'usinage CNC 5 axes de JS Precision optimisent les avantages de l'usinage 5 axes pour garantir un contrôle précis des pièces critiques et l'usinage de géométries complexes. Envoyez-nous vos besoins en ligne et nous concevrons une solution adaptée aux caractéristiques de vos pièces pour vous aider à raccourcir votre cycle de production.

Figure 1 : Usinage 5 axes pour l'aérospatiale

À la recherche du micron : tolérances et normes de finition de surface pour les pièces aérospatiales

Les pièces aérospatiales atteignent une précision de l'ordre du micron, avec des normes telles qu'indiquées dans le tableau ci-dessous :

Les tolérances géométriques sont plus importantes que les tolérances dimensionnelles. Si la circularité d'un rotor de moteur est hors norme, une rotation à grande vitesse provoquera des vibrations, compromettant la stabilité, voire des accidents. L'état de surface est également crucial, avec un très bon Ra. Cette valeur peut améliorer la résistance à la fatigue, réduire la traînée aérodynamique et prévenir l'usure par frottement.

Processus de précision : du modèle numérique à la pièce aérospatiale approuvée pour la navigabilité

Ce cheminement du modèle numérique à la pièce approuvée pour la navigabilité implique un processus rigoureux en quatre étapes :

1. Définition numérique et planification des processus : la CAO est utilisée pour créer un modèle 3D, la FAO pour la planification des processus et l'analyse DFAM. Les trajectoires d'usinage sont déterminées, les outils sélectionnés et les paramètres définis (par exemple, des outils spéciaux en carbure sont utilisés pour usiner des alliages de titane) pour garantir l'efficacité et la faisabilité de l'usinage CNC des pièces .

2. Mise en œuvre d'une fabrication de haute précision : Après la planification du processus, la génération du code CNC et la conception des dispositifs de fixation sont mises en œuvre pour maintenir la pièce brute en position. La technologie de mesure intégrée à la machine est utilisée au moment de l'usinage pour mesurer les dimensions et les corriger en temps réel afin d'optimiser la précision.

3. Hors de la chaîne de valeur de l'usinage : Les pièces usinées subissent un traitement thermique (par exemple, vieillissement pour l'alliage d'aluminium 7075-T6) et un traitement de surface (par exemple, anodisation). Enfin, des contrôles non destructifs (CND) par ressuage fluorescent et rayons X sont effectués pour identifier les défauts internes.

4. Verdict qualité final : Vérification complète et génération d'un rapport à l'aide d'une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT). Le rapport d'inspection dimensionnelle complète (FAIR) est ensuite joint à la pièce après l'inspection finale afin de garantir la qualité.

JS Precision applique rigoureusement ce processus de précision afin de garantir que chaque pièce usinée CNC réponde aux exigences. Téléchargez un modèle virtuel et nous prenons en charge l'intégralité du processus, de la planification à la livraison, pour vous offrir des services d'usinage CNC de haute qualité.

Figure 2 : usinage CNC de pièces aérospatiales

Du ciel à l'espace : des pièces usinées CNC essentielles rendues possibles grâce à la technologie 5 axes

L'usinage CNC 5 axes permet la fabrication précise de nombreux types de composants aérospatiaux essentiels :

Composants du groupe motopropulseur

Y compris les composants de la pale du moteur, du disque blisk, du boîtier et de la chambre de combustion.

• La surface complexe incurvée des pales du moteur doit être usinée avec une grande précision à l'aide d'un usinage à 5 axes afin de bénéficier des performances aérodynamiques.
• La structure intégrée du disque à aubes peut être usinée par usinage 5 axes pour réduire les erreurs de serrage et obtenir une précision globale plus élevée.
• La technologie 5 axes peut être utilisée pour usiner les cavités profondes et les systèmes de trous complexes du boîtier en un seul passage.

Cadre de vol

Il s'agit principalement du cadre du fuselage, des longerons d'aile, des nervures et des structures de cloison.

• Le châssis de la carrosserie adopte souvent une conception intégrée et peut être usiné à partir d'un seul bloc d'alliage d'aluminium grâce à un usinage à 5 axes, réduisant ainsi les joints et améliorant la rigidité structurelle.
• Les longerons d'aile constituent la structure porteuse de l'aile et présentent des géométries transversales complexes qui doivent être usinées avec un usinage 5 axes pour garantir des dimensions précises.

Système de contrôle

Il comprend la tête du rotor de l'hélicoptère, le boîtier de l'actionneur et les liaisons du gouvernail.

• Les trous de connexion multidirectionnels de la tête du rotor d'hélicoptère nécessitent un positionnement précis et l'usinage à 5 axes garantit la coaxialité de chaque trou.
• Les trous profonds et les cavités internes complexes du boîtier de l'actionneur peuvent être usinés avec précision grâce à la technologie 5 axes afin que le système hydraulique fonctionne correctement.

Matériel spécifique à la mission

Les extensions de tuyère de moteur-fusée, les réflecteurs d'antenne et les supports de satellite appartiennent à cette classe.

• Les supports satellites doivent être légers mais très solides, et l'usinage 5 axes peut permettre des structures creuses complexes.
• Les réflecteurs d'antenne doivent présenter une très grande précision de surface, et l'usinage 5 axes peut permettre de couper ces surfaces courbes avec précision pour assurer une transmission maximale du signal.

Choix des matériaux : choisir le bon « Warrior » pour les composants aérospatiaux

Le tableau suivant présente les propriétés des matériaux et les domaines d’application des pièces aérospatiales :

Les utilisations aérospatiales sont courantes Usinage CNC 5 axes en aluminium. Les alliages d'aluminium 7075-T6 sont largement utilisés dans les cadres de fuselage, l'usinage 5 axes est également inévitable dans la fabrication de moules de préformes composites, ce qui permet un usinage précis de surfaces courbes complexes sans aucune perte de précision.

JS Precision usine tout type de matériau aéronautique grâce à son expertise en usinage CNC 5 axes de l'aluminium et des alliages de titane. Si vous souhaitez usiner une pièce dans un matériau spécifique, téléchargez votre modèle sur notre site et nous réaliserons un plan d'usinage sur mesure en fonction des propriétés du matériau.

Figure 3 : pièces usinées CNC

Étude de cas 1 : Réduction de poids de 25 % : JS Precision utilise l'usinage à cinq axes pour fabriquer une aile monolithique

Défi

Une entreprise aéronautique devait fabriquer une aile monolithique en alliage d'aluminium de 2 mètres de long, dotée de nervures internes de renfort et de surfaces aérodynamiques externes précises. Les opérations de rivetage traditionnelles impliquent l'assemblage de plus de 20 pièces, ce qui alourdit l'aile et lui confère de nombreuses coutures impactant son aérodynamisme.

Le client exigeait une réduction maximale du poids sans compromettre la rigidité, tout en maintenant des tolérances dimensionnelles de ± 0,02 mm. Cet usinage était complexe à réaliser.

Solution

JS Precision a utilisé la technologie d'usinage CNC 5 axes grâce à sa grande machine CNC 5 axes MVR-2000 pour usiner la structure complète de l'aile directement à partir d'une seule tôle épaisse en alliage d'aluminium. Grâce à ces capacités d'usinage 5 axes, nous avons réalisé deux opérations majeures :

• Usiné avec précision la « grille » interne complexe des nervures de renfort, en réservant l'excédent de matériau selon la conception optimisée de la topologie pour réaliser la rigidité ainsi que l'allègement.
• Des surfaces lisses et courbes sont usinées sur toute la surface supérieure et inférieure de l'aile en une seule étape, éliminant les marques d'outils introduites en raison des multiples opérations de serrage et garantissant les meilleures performances aérodynamiques.

Réalisations

Comparée aux structures rivetées traditionnelles, cette aile hybride est 25 % plus légère et sa rigidité globale est améliorée de 15 %. Les essais en soufflerie ont montré une réduction de la traînée aérodynamique de 8 %, ce qui accroît considérablement l'endurance en vol de l'avion.

De plus, grâce aux tests de la machine à mesurer tridimensionnelle, toutes les tolérances géométriques de l'aile sont maintenues à ± 0,02 mm, ce qui est parfaitement conforme aux spécifications strictes du client.

TechBullion s'est également concentré sur des projets d'usinage de haute difficulté similaires à JS Precision, estimant que les améliorations d'efficacité et de précision obtenues grâce à l'innovation technologique fournissent des références importantes pour l'industrie aéronautique.

Figure 4 : Usinage 5 axes d'une aile aérospatiale

Étude de cas 2 : Cavité de capteur 100 % qualifiée – Comment la technologie 5 axes facilite la fabrication « zéro défaut » des boucliers thermiques des engins spatiaux

Défis

L'une des agences spatiales souhaitait fabriquer un substrat de bouclier thermique pour une capsule de rentrée spatiale. Ce substrat est une surface courbe de forme composite recouverte d'une couche de bouclier thermique à base de résine phénolique de seulement 2 mm d'épaisseur à l'avant. Tout dommage d'usinage entraînerait la mise au rebut de la pièce.

Parallèlement, des centaines de cavités et de canaux de différentes profondeurs ont dû être usinés avec précision au dos du substrat pour accueillir les capteurs. La tolérance de profondeur des cavités était de ± 0,01 mm, ce qui rendait l'usinage extrêmement complexe.

Solution

JS Precision adopte une solution d'usinage aérospatiale 5 axes pour atteindre une fabrication « zéro défaut » grâce aux étapes suivantes :

• Une numérisation 3D du substrat brut a d'abord été réalisée afin d'obtenir des informations sur le modèle réel. Une programmation adaptative par numérisation a ensuite été réalisée afin de garantir la cohérence du parcours d'usinage avec la géométrie réelle du substrat.
• Les angles de l'outil ont été ajustés en temps réel grâce à la technologie de liaison 5 axes, de sorte que l'outil reste perpendiculaire à la surface courbe complexe pendant le fraisage. La profondeur et la forme de chaque cavité ont été soigneusement surveillées afin d'éviter tout endommagement du bouclier thermique avant.
• Lors de l'usinage, une sonde de mesure intégrée Renishaw OMP40 a été utilisée pour vérifier la précision toutes les 10 cavités et corriger l'erreur d'usure de l'outil en temps réel afin de garantir la précision de l'usinage.

Résultats

Les cavités des capteurs sont usinées pour une finition parfaite dès le premier passage et un taux de réussite de 100 %. Les capteurs sont installés avec précision dans la cavité du moule. La tolérance de profondeur de la cavité est contrôlée à ± 0,01 mm et la finition de surface est de Ra 0,6 μm, ce qui assure une base solide pour la détection des données du système de protection thermique de la capsule de rentrée.

Mise en ligne des pièces de qualité aérospatiale de JS Precision

Obtenez des pièces de qualité aérospatiale JS Precision en seulement trois étapes avec l'aide du service CNC en ligne :

Étape 1 : Transition numérique fluide. Connectez-vous au portail web du service CNC en ligne et téléchargez en toute sécurité le modèle 3D de votre pièce (formats de fichiers pris en charge, tels que STL et STEP) via un lien crypté. Les informations du modèle resteront confidentielles.

Étape 2 : Retour d'information professionnel immédiat. Après avoir téléchargé votre conception, des experts aéronautiques réaliseront une analyse de conception pour la fabrication (DFM) dans les 24 heures, fournissant non seulement un devis, mais aussi un rapport de fabricabilité avec des recommandations pour l'accessibilité des outils et l'optimisation structurelle.

Étape 3 : Gestion de projet claire. Dès votre commande passée, vous pouvez suivre l'avancement en ligne (approvisionnement en matériaux, usinage et contrôle). Nous vous fournirons un rapport d'inspection dimensionnelle complet (FAIR) avec la pièce une fois terminée.

Notre garantie : Nous ne fournissons pas seulement des services d'usinage CNC , nous sommes un partenaire de fabrication de confiance conforme à l'aérospatiale pour répondre à vos besoins d'usinage de pièces.

FAQ

Q1 : L'usinage à cinq axes est uniquement destiné aux supermétaux comme le titane ?

Absolument pas. L'usinage CNC 5 axes de l'aluminium est également crucial. Les opérations spécialisées de JS Precision permettent un usinage efficace de composants aéronautiques en alliage d'aluminium, comme le 7075-T6. Par exemple, dans le projet d'aile intégrée mentionné précédemment, l'usinage de l'aluminium a permis de réaliser un gain de poids de 25 % sans compromettre la précision.

Q2 : L’usinage 5 axes est-il trop coûteux pour l’étape de prototypage ?

Au contraire. L'usinage 5 axes en phase de prototypage permet de fabriquer des pièces dont la structure et le matériau sont conformes au produit final, ce qui permet des tests approfondis. Le service CNC en ligne de JS Precision fournit des devis précis. Bien que le coût unitaire soit plus élevé, il permet de réduire d'environ trois itérations de découpe, de diminuer les coûts d'outillage et de réduire les coûts globaux de R&D de 20 %, accélérant ainsi le processus de R&D.

Q3 : Quelles sont les meilleures pratiques pour rendre ma conception productible pour l'usinage sur 5 axes ?

C'est l'un des principes fondamentaux de notre service CNC en ligne. Les ingénieurs aéronautiques de JS Precision effectuent des analyses critiques de conception pour la fabrication (DFM) et fournissent des recommandations sur la disponibilité des outils, l'optimisation des angles internes et le renforcement des structures à parois minces. Par exemple, pour la cavité du capteur, l'optimisation de la conception permettra d'éviter d'endommager la barrière thermique et ainsi de garantir une production parfaite.

Résumé

L'usinage CNC 5 axes a propulsé la production de composants aéronautiques de l'ère de l'assemblage mécanique à celle de l'intégration et de l'extension fonctionnelles. Il ne s'agit pas seulement d'un processus de production, mais aussi d'une approche technique qui concrétise les ambitions des concepteurs en matière de légèreté et de hautes performances.

Le compromis n'est jamais un choix si votre système exige des performances, de la fiabilité et que le ciel est la limite.

Confiez-nous vos projets de conception dès aujourd'hui : venez dans nos locaux, envoyez-nous votre dessin CAO par fax ou par courriel et recevez un devis professionnel détaillé en 24 heures maximum. Construisons ensemble les fondations de votre prochaine merveille aérienne.