Instruments aérospatiaux fabriqués à partir de matériaux de qualité militaire

Aero-Tec Industries, basée à Seminole, OK, fabrique des instruments aérospatiaux, y compris une grande variété de panneaux de commande à éclairage interne pour une utilisation dans des applications à voilure fixe, à voilure tournante et de simulateur. Un grand pourcentage d'entre eux sont fabriqués pour être compatibles avec les lunettes de vision nocturne. Une filtration spéciale de la lampe et des peintures sont nécessaires pour cela.

En 2005, le président d'Aero-Tec, Charles Harbert, a entrepris de trouver une machine CNC capable d'usiner par lots des écrans éclairés pour les équipements de communication des avions à partir d'acrylique coulé. Mais ce ne devaient pas être des écrans ordinaires et pour les produire selon des spécifications rigoureuses, Aero-Tec avait besoin de trouver un équipement extraordinaire.

FABRICATION D'INSTRUMENTS AEROSPATIAUX LUMINEUX

Selon Harbert, "Encapsulés dans la pièce se trouvent deux modules de lampe scellés de 5 volts - l'un fournit un rétroéclairage pour UHF et l'autre [en haut] illumine l'écran qui se trouve derrière une fenêtre transparente. Les modules de lampes sont filtrés pour être compatibles avec les lunettes de vision nocturne portées par les pilotes militaires… et le lettrage en bas est non lumineux. »

Les pièces présentées ici comprennent une pièce terminée (moins les deux fils qui sortent des bornes encastrées à l'arrière) et les deux autres pièces montrent les entrailles et illustrent les étapes compliquées nécessaires à la fabrication de cette pièce.

Quand Aero-Tec est tombé sur DATRON Dynamics, Inc., (Milford, NH) sur Internet, l'espoir de Harbert pour une technologie supérieure a été renforcé par un site Web qui montrait des centres d'usinage à grande vitesse d'avant-garde… et peut-être plus important encore, un assortiment de fonctionnalités intégrées ça sentait bon
véritable solution clé en main. "En particulier", a déclaré Harbert, "j'étais intéressé par la façon dont la technologie à grande vitesse et la table à vide intégrée de DATRON pourraient avoir un impact sur notre efficacité et la qualité globale de l'ensemble de notre gamme de produits."

En fait, le serrage VacuMate ™ de DATRON a finalement eu autant à voir avec le succès d'Aero-Tec avec cette pièce aérospatiale particulière que la technologie d'usinage à 60 000 tr / min elle-même. VacuMate est conçu pour fixer rapidement et efficacement les pièces plates au lit d'un système d'usinage. Le stock mince, qui ne pouvait être sécurisé qu'avec de grandes difficultés auparavant, peut être sécurisé littéralement en quelques secondes. Cela inclut les feuilles de plastique aussi minces que 0,001" ou les feuilles d'aluminium jusqu'à 0,250" d'épaisseur. La table à vide comporte des orifices optimisés pour le flux d'air, avec des chambres encastrées, pour fournir une distribution de vide supérieure. Un substrat peu coûteux et perméable aux gaz sert de diffuseur de vide sacrificiel, permettant à la fraise d'usiner à travers la pièce, sans couper dans la table. Lorsque vous placez un seul segment VacuMate de 18"x12" (ou jusqu'à 4 segments connectés pour un total de 24" x 36") sur le banc de la machine, la même position est maintenue à chaque fois. C'est parce que les VacuMates sont verrouillés à l'aide d'un système de bossage biseauté dans la cavité pour assurer la répétabilité de l'emplacement.

Selon le président de DATRON Dynamics, Bill King, "la plupart des fabricants de CNC ne s'impliquent tout simplement pas dans le serrage des pièces. Ils vous vendent leur machine et vous permettent de trouver un moyen de conserver vos pièces une fois qu'elles sont arrivées. Eh bien, DATRON adopte une approche plus holistique et considère le serrage comme faisant partie de la solution globale. »

C'est cette intégration qui a convaincu Aero-Tec de se procurer le système d'usinage DATRON complet avec palpage 3D et VacuMate - et Harbert et le groupe R&D se sont immédiatement mis au travail pour perfectionner le processus.

INSTRUMENTS AÉROSPATIAL DE QUALITÉ MILITAIRE

La première étape consistait à usiner par lots ou à "couper en biscuit" une feuille de 24 "x 36" d'acrylique coulé de qualité militaire pour créer l'arrière de la pièce. À l'aide d'un QuadraMate™ (4 segments VacuMate connectés), le matériau est sécurisé. La sonde scanne la surface du matériau pour valider la position de l'ébauche tout en transmettant les éventuelles irrégularités au contrôleur de DATRON. Toutes les irrégularités de surface sont compensées dynamiquement dans les paramètres d'usinage - sans intervention de l'opérateur et avant même que l'usinage ne commence. Cela garantit que malgré les variations d'épaisseur, la profondeur de coupe restera la même. Ceci est essentiel pour cette pièce aérospatiale et pour Aero-Tec car ils usinent dans l'acrylique à moins de quatre millièmes de percer le matériau. Après avoir coupé les "ébauches" de base pour les instruments aérospatiaux, les pièces individuelles sont refixées sur le mandrin à vide pour le fraisage des coupes de dégagement pour accueillir les bornes électriques sur le côté frontal.

Les pièces pour les instruments aérospatiaux sont retirées du banc de la machine et deux bornes spéciales sont installées du côté frontal et mises en place avec du polyester catalysé. L'excédent de matériau d'empotage est poncé à l'eau pour laisser le visage lisse. Ensuite, les ensembles de lampes et le câblage associé sont installés en portant une attention particulière à sa position afin que l'électronique ne soit pas sectionnée lors des phases ultérieures de production effectuées sur le centre d'usinage à grande vitesse DATRON. Ensuite, ces composants sont à nouveau enrobés de polyester pour les maintenir en place.

Les pièces sont ensuite replacées sur la machine DATRON et fixées avec la fixation à vide afin que toutes les caractéristiques détaillées qui apparaissent au dos puissent être usinées - la fenêtre rectangulaire est coupée jusqu'à la marche. Ensuite, l'opérateur retourne la pièce et la place dans un dispositif dédié sur un
station séparée dans l'enveloppe de travail de la machine DATRON. Ici, la coupe traversante de la fenêtre est terminée et un biseau autour de l'ouverture est usiné et l'épaulement est coupé à l'aide d'une fraise hémisphérique. Une pince supplémentaire est placée dans le trou traversant (fenêtre) pour maintenir la pièce pendant que la périphérie est coupée, libérant ainsi la pièce du bloc d'acrylique militaire.

Les écrans individuels des instruments aérospatiaux passent ensuite par un processus de peinture - noir sur blanc. Après la peinture, le lettrage est appliqué avec un système laser pompé par diode qui élimine la peinture noire pour exposer le blanc en dessous. Le centre d'usinage DATRON a été utilisé pour fabriquer le dispositif de repérage requis pour le système laser.

Les pièces sont retournées à la machine DATRON où les couches de peinture noires et blanches sont broyées sur la paroi supérieure de l'ouverture de la fenêtre à l'arrière. Cela permet à la lumière sécurisée NVG de se répandre sur l'écran qui sera installé derrière la fenêtre. Enfin, la fenêtre elle-même (également usinée à partir d'acrylique coulé sur le DATRON) est collée et les fils sont soudés et enrobés. La conception Aero-Tec a permis aux fils d'entrer en dernier afin que les opérateurs de la machine DATRON n'aient pas à lutter avec eux pendant les différents processus d'usinage. Harbert chante les louanges de la durabilité de DATRON en disant :« Je ne peux vraiment pas attester de la qualité du service après-vente de DATRON parce qu'un an et demi après le début de ce projet, la machine n'a pas hoché une seule fois - nous n'avons donc eu besoin d'aucun service... ce qui est exceptionnel."

De plus, explique-t-il, "C'est incroyable la quantité de travail consacrée aux instruments aérospatiaux ou à une pièce militaire finie. Mais, si c'est ce qui nous protège tous, cela en vaut la peine - et si la qualité de cette pièce est essentielle à cette sécurité, alors DATRON est littéralement une bouée de sauvetage."