Flexibel en kostenefficiënt bewerken van grote composieten, hoe doet u dat?

In de luchtvaartindustrie wordt er steeds meer gebruikt gemaakt van composieten voor het maken van belangrijke grote componenten. Door de verschuiving van metaal naar composiet dienen ook de productieprocessen van deze componenten aangepast te worden. Deze evolutie is niet vanzelfsprekend binnen de maakindustrie omdat de huidige bewerkingsprocessen voor composiete componenten niet flexibel en efficiënt genoeg verlopen. Een voorbeeld is de huidige verspaningstechniek waarbij de flexibiliteit van composiet een groot probleem vormt. Uitgebreide, op maat geproduceerde, en bijgevolg dure klemsystemen zijn nodig om versplintering en delaminatie van het composiet te voorkomen. Door de grootte en de vorm van deze panelen zijn dergelijke steunstructuren vaak custom te vervaardigen per stuk of per reeks, wat dit een tijdrovende en dure oplossing maakt.

Met de trend naar kleinere oplages en massa customisatie worden de gebreken van deze oplossingen nog verder uitvergroot. In de praktijk zijn er dan ook veel verspaningsbedrijven die gewoon trager boren om de negatieve impact van de vervorming te beperken. Dit leidt echter tot een lagere productiviteit, en vermijdt nog steeds niet het rafelen aan de randen. Er is dus een nood aan eenvoudige en makkelijk instelbare methoden om grote panelen in composiet te ondersteunen voor ze bewerkt worden.

Innovatieve oplossingen

Om die reden ontwikkelde Flanders Make samen met haar partners enkele innovatieve technologieën om de bewerking van grote composieten flexibeler en kostenefficiënter te maken.

Vibratie ondersteunend boren en bewerken

Dat betekent het kwalitatief boren en bewerken van composieten met aanpasbare Automatic Drilling Units die controle uitoefenen op kracht en trillingen. Deze technologie heeft een positieve impact op de levensduur en van het gereedschap én de snelheid van de bewerking.

Cryogene koelingsmethode en het gebruik van specifieke snijmaterialen en coatings

De vernieuwende cryogene koelingstechniek maakt gebruik van sub-zero koeling om de hoge bewerkingstemperaturen van de composieten te compenseren. Dit zorgt eveneens voor een langere levensduur van de gebruikte gereedschappen en verbetert de kwaliteit van de bewerkte onderdelen.

Daarnaast hebben Flanders Make en partners onderzoek gedaan naar de coatings en geometrieën van snijgereedschappen en hebben deze geoptimaliseerd. Op die manier kan men langer gebruik maken van deze gereedschappen en kunnen zo de kosten van de bewerkingen verlaagd worden.

Gepatenteerd slim klemsysteem

Bij het bewerken van grote composietpanelen is het belangrijk de panelen te stabiliseren om de best mogelijke kwaliteit te verkrijgen. Hoe groter de panelen, hoe meer ze doorbuigen, trillen of terugveren. Op maat gemaakte armaturen of modulaire zuigsystemen kunnen dit verhelpen, maar zijn erg duur en moeilijk te configureren.

Het ‘smart clamp systeem’ van Flanders Make biedt hier een goede oplossing voor. Deze techniek ondersteunt het paneel plaatselijk met enkele zuigers aan de snijzijde. Op die manier zijn er geen aangepaste armaturen meer nodig om de onderkant te ondersteunen. De Smart Clamp biedt ondersteuning in functie van bewerkingslocaties, wat leidt tot hoge precisie en sterk verminderde doorbuigingen (en dus bijgevolg ook minder versplintering en delaminatie).

Deze techniek is zeer flexibel en nauwkeurig en kan daarom ingezet worden voor verschillende industriële omstandigheden. Vormen groot en klein kunnen ermee worden geconfigureerd. Omdat het aanzuigsysteem gemakkelijk kan worden vervangen, kan de Smart Clamp ook worden gebruikt voor het frezen van flexibele materialen.

Belangrijke voordelen

Deze innovatie technologieën bieden verschillende voordelen:

  • Het grootste voordeel van deze innovatieve technologie is het feit dat de slimme klem op bestaande CNC-machines aangebracht kan worden zodat er geen wijzigingen moeten aangebracht worden aan de infrastructuur van de bewerkingscentra.
  • Dit geldt niet alleen voor de hardware, maar ook voor de software. De module is ontwikkeld om te opereren zonder communicatie met de software van de CNC-machine of de productieplanning. De slimme klemmodule werkt volledig standalone. Hij zal detecteren wanneer de CNC-machine een werkstuk nadert, zich dan vastklemmen, schatten wat de voedingssnelheid van de CNC-machine is en dan bepalen hoeveel kracht er moet uitgeoefend worden om de proceskrachten te compenseren. Ten slotte zal hij detecteren wanneer de klem moet gelost worden.
  • De verschillende technieken zorgen voor een langere levensduur van gereedschappen wat de productiekost aanzienlijk kan verminderen. Er is eveneens minder tijd nodig om kwalitatieve composieten te kunnen afleveren. Daarnaast zijn de geleverde werkstukken van een hogere kwaliteit.
  • Naast grote componenten voor bijvoorbeeld de luchtvaartindustrie kunnen de vernieuwende oplossingen eveneens ingezet worden voor een brede waaier aan bewerkingen en toepassingen.

Wenst u meer te weten over hoe deze bewerkingsmethoden in uw bedrijf toegepast kunnen worden? Neem dan snel contact op met ons zodat we samen tot de beste oplossing kunnen komen.
 

Meer weten over hoe deze methoden in uw bedrijf toegepast kunnen worden?

Abdellatif Bey-Temsamani
Auteur

Abdellatif Bey-Temsamani

Abdellatif Bey-Temsamani is projectleider bij Flanders Make. Hij werkt in industriële projecten binnen verschillende sectoren om slimme machines, voertuigen en productiecellen te ontwikkelen. Enkele sleutelwoorden van zijn laatste werk zijn: goedkope en snelle visiesystemen, adaptive sensing, innovatieve machining technologies, Smart Manufacturing (Industry 4.0) en Additive manufacturing.

Blijf op de hoogte!