Легкие конструкционные материалы принимают нужную форму
Вакуумные технологии позволяют создавать новые методы производства компонентов для авиационной техники
Благодаря применению нового алюминиевого сплава существенно уменьшается масса компонентов, используемых в авиационной промышленности. При использовании технологии формования в режиме ползучести (CAF) материал формуется в условиях атмосферного давления. Вакуумные насосы Busch генерируют необходимое количество вакуума.
В технологическом процессе под термином «ползучесть» понимается медленный процесс деформации, который активируется тогда, когда на материал начинает действовать давление или нагрузка. Когда металл «ползет», молекулы постепенно перемещаются внутри материала, и его кристаллическая структура непрерывно меняется. Медленный процесс деформации может также привести к существенному повреждению материала.
Уменьшение массы, сокращение объема потребляемого топлива и выброса CO2
Однако при использовании технологии формования в режиме ползучести эти структурные изменения инициируются намеренно. Этот метод разработали совсем недавно, и изначально он предназначался для авиационной промышленности; однако в последнее время наблюдается распространение этой технологии и в других отраслях промышленности. Метод подходит для формования различных материалов, в том числе металлического соединения, состоящего из алюминия, магния и скандия (известен под маркой AA5024).
Этот сплав так же прочен, как и стандартные алюминиевые материалы, но легче примерно на пять процентов. Снижение массы может показаться незначительным, но сокращение затрат на топливо и уменьшение углеродосодержащих выбросов весьма существенны. Чтобы сформовать деталь из сплава AA5024, необходим вакуум. Лист укладывается на форму и фиксируется по краям, чтобы обеспечивалась воздухонепроницаемость. В то время как он нагревается снаружи с помощью нагревательных ковриков, воздух в пространстве между пресс-формой и обрабатываемым изделием откачивается вакуумным насосом. Ознакомление
Атмосферное давление воздействует на лист, металл «ползет» в форму в течение определенного времени, и происходит «ознакомление» металла, т. е. он принимает новые контуры. Этот метод можно использовать для формования алюминиевых сплавов самого разного типа — появляются новые возможности в сфере формования материалов, в частности при производства изогнутых структур для аэрокосмической отрасли. Данный метод отличается не только повышенной экономичностью в сравнении с другими методами; другое его достоинство заключается в том, что при такой обработке, в отличие от прессования и скручивания, в материале не остается механического напряжения. Машины, основанные на технологии формования в режиме ползучести, гораздо меньше в размерах по сравнению с «вытягивающими стойками», которые часто используются для производства авиационной техники. Более того, в ходе этого технологического процесса потребляется меньше энергии, производится меньшее количество отходов и выдается более точный результат. С помощью данного метода даже фасонные сварные детали можно сформовать по-новому, не подвергая негативному воздействию сварные швы. Busch предлагает высокоэффективные вакуумные насосы, способные генерировать вакуум для машин, в которых используется технология формования в режиме ползучести.
Почему алюминий настолько востребован в авиационной отрасли?
Алюминий — наиболее распространенный металл, встречающийся в земной коре. Для создания сплава его можно сочетать практически со всеми металлическими — а также многими неметаллическими — элементами. Прочность многих алюминиевых сплавов сопоставима с прочностью стали, но при этом плотность сплава втрое меньше и, соответственно, меньше его масса. Благодаря малой массе и высокой прочности алюминия, а также его доступности, этот материал — оптимальное решение для авиационной промышленности.
Более того, из алюминия можно производить множество сплавов для решения самых разных задач. При добавлении того или иного компонента свойства алюминия могут в значительной мере измениться. Например, при добавлении магния повышается устойчивость к коррозии и прочность легкого металла. Титан в сочетании с бором обеспечивает более тонкую гранулярную структуру материала. При добавлении скандия (легкого металла, относящегося к группе редкоземельных элементов) алюминий становится более эластичным. Такой сплав обладает повышенной стойкостью к удлинению при растяжении. Таким образом, для различных авиационных систем можно подобрать оптимальный сплав, отвечающий требованиям этих систем.
