切削加工在航空航天领域的应用

飞机制造业保持稳定增长

    当前的金融危机并没有对德国的航空航天工业造成较大的影响。代表德国航空航天业生产商利益的德国航空航天工业联合会（BDLI）的发言人Christopher Bach先生说：“目前我们的工作负荷相当饱和。”从长期发展的角度来看，BDLI的主席Thomas Enders博士认为，当前的金融危机不会对航空租赁业务和目前有财务困难的各条航线造成重大的影响。

    在飞行器的生产制造中，航空航天技术对制造时的切削加工提出了一系列的技术要求。一方面，飞行器的零部件有着非常复杂、费时费力和不易加工制造的特点；另一方面，航空航天领域中使用的原材料与机床制造领域中的原材料在性能上有着很大的区别，航空航天领域中使用的三种材料给金属切削加工带来了很大的困难。

    首先是镍基合金，使用这种材料的最典型产品是涡轮机叶片、推进器扇叶和飞机动力系统附近炙热区域的壳体零部件；其次是钛，钛是飞机在地面滑行时行驶机构和其他液压零部件的主要材料；另外还包括CFK，这种碳纤维增强的塑料材料通常与金属钛一起用于结构件的制造，如飞机的垂直尾翼、支撑杆和减速板。

    有效地切削上述三种材料的关键在于刀具。因此，对于刀具产品在航空航天市场中的火爆现象就不足为奇了。Ceratizit公司的航空航天产品经理Oliver Baum先生表示：“航空航天领域是Ceratizit公司除能源领域外增长最快的市场。”为了使他们生产的刀具能够适合航空航天市场的需要，Ceratizit公司投入了大量的研发费用。“钛合金加工的发展趋势非常明显，钛合金零件的生产商需要一个能够明显提高其加工经济性的刀具解决方案。”Baum先生说道。

机床设备制造商在金属加工效率方面的竞争

    在机床制造业中，刀具最大切削性能的竞争已经进入到了白热化的程度。“金属切削机床正在向着功率更大、转速更快、更加经济和使用更灵活的方向发展。”Handtmann A-Punkt自动化技术公司的总经理Andreas Podiebrad先生说道。在德国的航空航天领域中，Handtmann公司是一家知名机床设备提供商，他们在这个领域中的销售收入约占企业总收入的80％。Podiebrad先生自豪的说：“任何一架现代化的飞机中都有用Handtmann机床加工的零件。”

    而位于慕尼黑附近的DST公司在这个领域中的也极具国际竞争力——其在航空航天领域中的销售收入约占企业全部销售收入的1/3。用于切削加工航天器蜗轮发动机零件的立式车床和可加工5m长的飞机起落架的铣床是他们的主打产品。

    目前，跨企业的联合开发项目主要是刚性更强、减振性能更好和切削力更大的加工机床，在保证高精度和高可靠性的同时拥有更好的产品竞争力。Okuma公司航空航天产品经理Max Pieper先生说：“目前，加工高强度材料的机床倍受欢迎。”日本和其他国家的机床商也加大了进入航空航天市场的力度。Pieper先生说：“航空航天市场有着很大的诱惑力。”目前，Okuma公司在这个市场中的销售收入约占总收入的10％。

    日本企业在航空航天领域中获得成功的另一个例子是机床生产商Mori Seiki公司。“多年来，我们一直是航空航天市场中系统供应商的合作伙伴。”Mori Seiki公司欧洲动力设备部总经理Ralf Riedemann先生说道，该公司在航空航天领域中的销售收入占总收入的15％。

供应商企业提供的多为复杂组件

    飞机制造业不断增长的需求导致这个领域中企业生产能力的不断提高，同时也提高了业内大型企业对能够提供复杂模块产品或系统的高素质供应商的需求，组件和部件包括从飞机行驶机构的驱动电气元件到复杂的驾驶室配套部件。

    “对于大多数的中小型供应商，这些模块化的组件都要求他们必须提高自己的生产能力。因此，在航空航天领域中，加工技术的集成也越来越普遍”。Mori Seiki公司的Ralf Riedemann先生这样认为。通过不同加工技术在一台机床中的组合，企业可以明显缩短零部件的生产加工时间，从而降低生产成本。同时，在一台加工设备中集成二级工艺技术，如集成平衡和检测技术已经成为了人们关注的热点。Handtmann公司的总经理Andreas Podiebrad先生指出：“目前，自动化是人们关心的一个重点问题，这也是带给航空航天产品生产企业的另一个成果。”

     航空航天领域中切削加工的发展方向已经有了一个非常清晰的答案，其发展规划已经制定到2020年，目标是与2000年相比CO2的排放减少50%, 氮氧化物的排放减少80％，噪声降低50％。因此，企业投入了销售收入的15%~20%用于研发，使飞机更轻，以便降低油耗。在这种有利于环境保护的现象背后隐藏着重要的资金问题。据专家估计，每减轻1kg的重量可以在航天设备制造业中节约5000欧元。

    未来的飞机将会全部采用金属钛增强的CFK材料和其他塑料材料制造，而镍基合金仍然是飞机发动机中的重要产品，金属钛则在飞机的行驶机构中占有重要位置。

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