Nur zwei Arbeitsgänge für komplexe Luft- und Raumfahrtteile

Ein auf die Herstellung komplexer Luft- und Raumfahrtkomponenten spezialisiertes Unternehmen half bei der Entwicklung einer Familie von 45 hochwertigen Teilen für einen Helikopter-Ladungshaken in nur fünf Monaten mithilfe der CAD/CAM-Software Alphacam.

Der Hawk 8000 Cargo Hook wurde für den Bell 525 Relentless-Hubschrauber der nächsten Generation ausgewählt, der derzeit entwickelt wird.

Drallim Aerospace wurde mit der Entwicklung des Hakens beauftragt, der für eine Nutzlast von 8.000 Pfund geeignet sein musste.Das Unternehmen hatte bereits an einer Reihe von Produkten mit Leemark Engineering zusammengearbeitet und wandte sich an das Unternehmen, um die Gehäuse, Magnetabdeckungen, Hochleistungsgestänge, Hebel und Stifte für die Baugruppe herzustellen.

Leemark wird von den drei Brüdern Mark, Kevin und Neil Stockwell geführt.Es wurde vor über 50 Jahren von ihrem Vater gegründet und sie bewahren den Familienethos von Qualität und Kundenservice.

Das Unternehmen liefert hauptsächlich Präzisionskomponenten an Tier-1-Luft- und Raumfahrtunternehmen und seine Teile finden sich in Flugzeugen wie dem Tarnkappenflugzeug Lockheed Martin F-35, dem Saab Gripen E-Kampfflugzeug und verschiedenen Militär-, Polizei- und Zivilhubschraubern sowie in Schleudersitzen und Satelliten.

Die meisten Komponenten sind hochkomplex und werden auf 12 CNC-Werkzeugmaschinen im Werk in Middlesex hergestellt.Leemark-Direktor und Produktionsleiter Neil Stockwell erklärt, dass 11 dieser Maschinen mit Alphacam programmiert werden.

Neil sagte: „Es treibt alle unsere 3- und 5-Achsen-Matsuura-Bearbeitungszentren, CMZ Y-Achsen- und 2-Achsen-Drehmaschinen und Agie-Drahterodiermaschinen an.Das Einzige, das es nicht antreibt, ist der Spark Eroder, der über eine Konversationssoftware verfügt.“

Er sagt, dass die Software ein wesentlicher Bestandteil der Gleichung war, als es darum ging, die Hawk 8000 Cargo Hook-Komponenten herzustellen, hauptsächlich aus Luftfahrtaluminium und Knüppeln aus gehärtetem AMS 5643-Edelstahl nach amerikanischer Spezifikation sowie einer kleinen Menge Kunststoff.

Neil fügte hinzu: „Wir hatten die Aufgabe, sie nicht nur von Grund auf herzustellen, sondern auch so zu produzieren, als würden wir sie in großen Mengen herstellen, daher brauchten wir kurze Zykluszeiten.In der Luft- und Raumfahrtindustrie gab es für jede Komponente AS9102-Berichte, was bedeutete, dass die Prozesse versiegelt waren, so dass bei der vollständigen Produktion keine weiteren Qualifizierungsperioden mehr durchlaufen werden mussten.

„All das haben wir innerhalb von fünf Monaten erreicht, dank der integrierten Bearbeitungsstrategien von Alphacam, die uns dabei geholfen haben, unsere High-End-Maschinen und Schneidwerkzeuge zu optimieren.“

Leemark stellt alle bearbeitbaren Teile für den Lastenhaken her;Am komplexesten im Hinblick auf die 5-Achsen-Bearbeitung sind die Abdeckung und das Magnetgehäuse.Am genauesten ist jedoch der Stahlhebel, der im Inneren des Hakenkörpers mehrere Aktionen ausführt.

„Ein hoher Prozentsatz der gefrästen Komponenten weist Bohrungen mit einer Toleranz von 18 Mikrometern auf“, sagt Neil Stockwell.„Der Großteil der gedrehten Bauteile weist noch engere Toleranzen auf.“

Technischer Leiter Kevin Stockwell sagt, dass die Programmierzeit zwischen etwa einer halben Stunde für einfache Teile und zwischen 15 und 20 Stunden für die komplexesten Komponenten schwankt, wobei die Bearbeitungszykluszeiten bis zu zwei Stunden betragen.Er sagte: „Wir verwenden Wellenform- und Trochoiden-Frässtrategien, die uns erhebliche Einsparungen bei den Zykluszeiten ermöglichen und die Werkzeuglebensdauer verlängern.“

Sein Programmierprozess beginnt mit dem Importieren von STEP-Modellen, um herauszufinden, wie das Teil am besten bearbeitet werden kann und wie viel überschüssiges Material benötigt wird, um es während des Schneidens zu halten.Dies ist von entscheidender Bedeutung für ihre Philosophie, die 5-Achsen-Bearbeitung nach Möglichkeit auf zwei Arbeitsgänge zu beschränken.

Kevin fügte hinzu: „Wir halten das Teil auf einer Seite, um an allen anderen zu arbeiten.Anschließend wird in einem zweiten Arbeitsgang die endgültige Fläche bearbeitet.Wir beschränken so viele Teile wie möglich auf nur zwei Setups.Heutzutage werden die Komponenten immer komplizierter, da die Konstrukteure versuchen, das Gewicht aller Elemente im Flugzeug zu begrenzen.Aber die 5-Achsen-Fähigkeit von Alphacam Advanced Mill bedeutet, dass wir sie nicht nur produzieren, sondern auch die Zykluszeiten und Kosten niedrig halten können.“

Er arbeitet mit der importierten STEP-Datei, ohne ein weiteres Modell in Alphacam erstellen zu müssen, indem er einfach auf den Arbeitsebenen programmiert, eine Fläche und eine Ebene auswählt und dann daraus bearbeitet.

Sie sind auch stark im Schleudersitzgeschäft tätig und haben kürzlich an einem Projekt mit kurzer Vorlaufzeit und einer Reihe neuer, komplexer Komponenten gearbeitet.

Und die CAD/CAM-Software zeigte kürzlich eine weitere Seite ihrer Vielseitigkeit bei der Produktion einer Nachbestellung von Teilen für den Saab Gripen-Kampfjet, 10 zehn Jahre.

Kevin sagte: „Diese wurden ursprünglich auf einer früheren Version von Alphacam programmiert und laufen über Postprozessoren, die wir nicht mehr verwenden.Aber durch die Neukonstruktion und Neuprogrammierung mit unserer aktuellen Version von Alphacam konnten wir die Zykluszeiten durch weniger Arbeitsgänge reduzieren und den Preis auf dem Niveau von vor zehn Jahren halten.“

Er sagt, Satellitenteile seien besonders komplex, bei einigen dauere die Programmierung etwa 20 Stunden, aber Kevin schätzt, dass es ohne Alphacam mindestens 50 Stunden dauern würde.

Die Maschinen des Unternehmens laufen derzeit 18 Stunden am Tag, aber Teil des kontinuierlichen Verbesserungsplans ist die Erweiterung der 5.500 Fuß2 großen Fabrik um weitere 2.000 Fuß2, um zusätzliche Werkzeugmaschinen unterzubringen.Und diese neuen Maschinen werden wahrscheinlich über ein von Alphacam angetriebenes Palettensystem verfügen, sodass sie mit der Produktion ohne Unterbrechung fortfahren können.

Neil Stockwell sagt, dass das Unternehmen, nachdem es die Software viele Jahre lang verwendet hatte, sich gefragt habe, ob es damit selbstgefällig geworden sei, und sich andere Pakete auf dem Markt angesehen habe.„Aber wir haben gesehen, dass Alphacam immer noch am besten zu Leemark passt“, schloss er.