航空宇宙用アルミニウム鋳造公差
重量の最小化を追求するために、マニホールド、アダプター ポート、およびハウジングなどの航空機コンポーネントは、設計の理想に近づくだけでなく、製造におけるばらつきも少なくなります。鋳造は軽量化のための重要なプロセスですが、安全係数を確実に維持するには、鋳造公差を十分に理解する必要があります。
航空宇宙でのアルミニウムの使用
アルミニウムは比強度が非常に高いため、軽くて強い部品を作ることができます。また、腐食や疲労にも耐性があります。最新の複合材料の中には優れた性能を提供するものもありますが、アルミニウムと比較するとコストが大幅に低下します。また、複合材料の構造的完全性を検証することも困難な場合があります。これらの理由から、現代の航空宇宙構造は、鍛造および鋳造の両方の形で、依然としてアルミニウムを広く使用しています.
アルミニウムはほとんどの場合、合金として使用されます。使用される主な合金元素は、シリコン、銅、マグネシウム、亜鉛です。これらは、耐食性、耐疲労性、鋳造性などの特性に影響を与えます。
アルミニウム合金は、主な合金元素を示すシリーズ番号で定義されます。たとえば、A356.0 は航空宇宙で広く使用されているアルミニウム合金で、92% のアルミニウムと 7% のシリコンで構成され、残りはマグネシウム、鉄、銅、その他の元素で構成されています。
航空宇宙用途向けの鋳造アルミニウム
アルミニウムは、現代の航空機に広く使用されています。ブラケット、ハウジング、ハウジング カバー、ポンプ カバー、マニホールド、およびポート アダプターは、多くのアプリケーションのほんの一部です。鋳造は、他の方法では溶接またはボルトで固定される部品を組み合わせる方法です。ボルトが緩んで、いくらか動くことがあります。一部の等級のアルミニウムの溶接は困難であり、接合の完全性を検証するために非破壊評価技術の使用が必要になる場合があります。
軽量化の 1 つの方法は、壁の厚さを最小限に抑えることです。これは、最終部品にボイドを形成するコアを正確に配置することによって実現されます。長時間の生産で厳しい公差を満たす高品質の部品の場合、コアの配置は鋳造プロセスの重要な側面です。
鋳造プロセスは、幾何学的な一貫性を提供する能力が異なります。さらに、金型からパターンを解放するために抜き勾配が必要な場合は、壁の厚さが増し、機械加工が複雑になる可能性があります。
Impro が航空宇宙部品に使用する 3 つの鋳造プロセスは次のとおりです。
- インベストメント キャスティング – ワックス パターンをセラミック スラリーでコーティングして型を作成する方法
- 金型鋳造 - 射出成形やダイカストと同様に金型を使用
- シェル成形 – 金属の半分のパターンを砂でコーティングすることにより、2 つの半分で金型キャビティを形成します。
ドラフト角度
インベストメント鋳造プロセスでは、鋳造する部品に抜き勾配を追加する必要はほとんどありません。これは主に、凝固後にセラミックシェルが金属から離れて壊れるためです。さらに、型から簡単に取り外せるほど収縮する傾向があるため、ワックス パターンに抜き勾配が必要になることはほとんどありません。
恒久的な金型は、通常、アルミニウムを鋳造するときに、簡単にリリースできるようにするために 2° の抜き勾配が必要です。シェル モールディングでは、パターンがサンド シェルから離れるために 1° の抜き勾配が必要です。
鋳造公差
公差は、主に直線インチあたりの形状の最大許容または予想偏差として定義されます。これに基づいて、各鋳造プロセスで達成可能な公差は次のとおりです。
- インベストメント鋳造 – 1 インチあたり +/- 0.010 インチ。要求に応じて、より厳しい公差を実現できます。 +/-0.020 インチを超える 3 インチ以上の長さが達成可能です。
- 恒久的な金型鋳造 – 最初の 1 インチは +/- 0.015 インチ、その後は 1 インチあたり +/- 0.002 インチ
- シェル成形 – 1 インチあたり +/- 0.005 インチ、長さ 3 インチで +/- 0.020 インチの公差
キャスト プロセスの選択に関するヘルプ
航空宇宙部品は、軽量化に必要な小さな安全係数を達成するために、厳しい公差で作られています。鋳造製法は、中子を使用して不要な材料を排除することで軽量化をサポートします。航空宇宙部品では、高レベルの幾何学的一貫性を維持することが不可欠です。したがって、さまざまな鋳造プロセスで達成可能な公差を理解することが不可欠です。
Impro は、インベストメント キャスティング、パーマネント モールド キャスティング、およびシェル モールディングに関する幅広い専門知識を持っています。これらのプロセスが航空宇宙の要件をどのようにサポートできるかについては、今すぐお問い合わせください。
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