Почему нельзя раскрой алюминиевых деталей самолета делать лазером

Pisman

Постепенно твердеющий тряпколетчик
Как меня учили в свое время на кафедре М8 МВТУ им. Баумана, дюраль в области резки лазером нагревается и из него выгорают все облагораживающие присадки. Остается чистый алюминий. В результате, после некоторой эксплуатации, обычно через несколько месяцев, в алюминии начинает образовываться межкристаллитная коррозия. Т. е отдельные зерна металла начинают отделяться друг от друга слоями окисла. В результате чего прочность металла резко снижается. Нарушается герметичность, если это топливные баки или гидравлика или пневматика. Короче деталь приходит в негодность. Самое неприятное, что это происходит не сразу, и может быть незамечено в процессе производства.
Вообще плакирование- это покрытие дюралюминия чистым алюминием для е
Никто не отрицает наличия зоны термического влияния при лазерной резке! И в начале обсуждения приводилась ссылка на научное исследование величины этой зоны, проводившееся в нашем местечковом КНИТУ-КАИ. Из него следует, что силовые детали (как правило достаточно толстые) так резать нельзя. А что может случиться с обшивкой 0,5 мм самодельного ультралайта, который хорошо если 500ч налетает за время лётной эксплуатации? Через 5 лет появится трещинка от края к заклёпке? Ужас!!! :eek: :ROFLMAO:

Наверное речь о вырубке маленьким тонким пуансоном отдельными дырочками по контуру. Строчит быстрее пулемёта, по любой кривой, край слегка зазубренный получается, нуждается в доработке напильником, впрочем как и после лазера.
Я знаю такое. Были такие станки на моей последней работе. Кромка зело не чистая получается...
 

Rusa53

Я люблю строить самолеты!
Как меня учили в свое время на кафедре М8 МВТУ им. Баумана, дюраль в области резки лазером нагревается и из него выгорают все облагораживающие присадки. Остается чистый алюминий. В результате, после некоторой эксплуатации, обычно через несколько месяцев, в алюминии начинает образовываться межкристаллитная коррозия. Т. е отдельные зерна металла начинают отделяться друг от друга слоями окисла. В результате чего прочность металла резко снижается. Нарушается герметичность, если это топливные баки или гидравлика или пневматика. Короче деталь приходит в негодность. Самое неприятное, что это происходит не сразу, и может быть незамечено в процессе производства.
Что-то не попадались сваренные алюминиевые детали сгнившие или треснувшие по шву. Более того , был бак с корозией обшивки но не швов. Так что тема "сисек"не раскрыта.
 

KAA

Ненавижу Солидворкс!
Свариваемые алюминиевые сплавы и основной конструкционный Д16Т-это 2 большие разницы конечно.
 

Chicomaster

Мне интересен автожир
Откуда
Москва
Что-то не попадались сваренные алюминиевые детали сгнившие или треснувшие по шву. Более того , был бак с корозией обшивки но не швов. Так что тема "сисек"не раскрыта.
Наверное, вам всегда попадались сваренные ДЮРАЛЮМИНИЕВЫЕ детали, не сгнившие и не треснувшие по шву. :ROFLMAO: Вы внимательно можете прочитать, о чём именно автор, на которого вы ссылались, говорил ;) Тогда и "тема сисек" не понадобится.
Если бы тот же Д16Т нормально варился, то тогда столько бы проблем отвалилось у авиаторов. Из него даже квадратную профильную трубу не найдёшь, только круглые или плиты и листы.
 

Рой

Я люблю строить самолеты!
Если проблема только в этом, она снимается для обшивок заменой на АМг3?
 

Chicomaster

Мне интересен автожир
Откуда
Москва
Если проблема только в этом, она снимается для обшивок заменой на АМг3?
Видимо, любой алюминиевый сплав не очень хорошо чувствует себя после сильного температурного воздействия и произвольного остывания , особенно на тонкую кромку. Для обычных деталей это малокритично. А вот для авиации, где основные проблемы - вибрация, переменные нагрузки, резкая смена температуры и давления ( особенно для больших самолётов ) - это быстро проявляется появлением и развитием трещин, что тут и показывали. Так что нужны способы, которые нагревают кромку минимально - либо гидроабразив, либо твердосплавная фреза или твердосплавный диск по алюминию. Конечно, можно пилить и ножовкой по металлу ( ленточной пилой ) или напильнегом ;)
Кстати, можно и ручным резаком по направляющей шине. Тоже не будет сильного температурного воздействия.
 

KAA

Ненавижу Солидворкс!
Нет. Самолёт с обшивками из АМг-3 вскоре будет иметь сильно помятый вид (и соответствующие ЛТХ), так как предел текучести его около 15 кг/кв.мм, ЕМНИП.

Так что нужны способы, которые нагревают кромку минимально - либо гидроабразив, либо твердосплавная фреза или твердосплавный диск по алюминию. Конечно, можно пилить и ножовкой по металлу или напильнегом ;)
Для производства, гдеведётся раскрой деталей со всеми отверстиями точно на своих местах, диски и ножовки отпадают сразу. Гидроабразивка имеет свои проблемы-тонкие лёгкие детали поднимает и сдвигает бурлящей водой, размеры заготовок.
 

Chicomaster

Мне интересен автожир
Откуда
Москва
Нет. Самолёт с обшивками из АМг-3 вскоре будет иметь сильно помятый вид (и соответствующие ЛТХ), так как предел текучести его около 15 кг/кв.мм, ЕМНИП.


Для производства, гдеведётся раскрой деталей со всеми отверстиями точно на своих местах, диски и ножовки отпадают сразу. Гидроабразивка имеет свои проблемы-тонкие лёгкие детали поднимает и сдвигает бурлящей водой, размеры заготовок.
Так и что имеем в итоге ? Только фрезер с ЧПУ и подачей сож в зону реза ? Это что касается большого производства.
Я имел ввиду и самостоятельное изготовление. Кстати, сейчас делаю 2D столик. Его можно будет использовать в том числе и в качестве копировального станка для работы с обычным ручным фрезером по шаблонам, изготовленным из стали на лазере с ЧПУ. Мне нужно делать много фигурных деталей из фанеры, но ничто не мешает делать подобным способом и детали из алюминиевых сплавов. ;)
 

Иванов

Мне нравится этот форум!
Откуда
Москва
Только на серийном, с отработанной технологией изделии можно ограничиться фрезерным раскроем.
Самолёт собирают слесари. С припиливанием и изготовлением деталей слесарным методами. Обработка кромок - напильника и и шкуркой...

Так что, кроить заготовки можно чем угодно.
 

KAA

Ненавижу Солидворкс!
Я думаю, тонкие обшивки можно смело лазером кроить, но отверстия под крепеж делать меньше-под фиксаторы с последующим рассверливанием. по кромкам-пройтись скребками, да и уровень напряжений на краях обшивки мал.
 

Rusa53

Я люблю строить самолеты!
Наверное, вам всегда попадались сваренные ДЮРАЛЮМИНИЕВЫЕ детали, не сгнившие и не треснувшие по шву. :ROFLMAO: Вы внимательно можете прочитать, о чём именно автор, на которого вы ссылались, говорил ;) Тогда и "тема сисек" не понадобится.
Если бы тот же Д16Т нормально варился, то тогда столько бы проблем отвалилось у авиаторов. Из него даже квадратную профильную трубу не найдёшь, только круглые или плиты и листы.
Я пример привел про сварку , потому что в районе сварочного шва тоже нагрев и выгорание. В реплике как раз были баки указаны . Из дюраля баков не видел. Кроме кессонов. По лазеру наверное больше проблема в кромке - бывает попадаеться кромка как пилка.
 

Jbiplane

Стремлюсь к совершенству
Откуда
Красноярск
Амг6 режется чем угодно и варится. 6061 аналог нашего Ад31 тоже. В большинстве случаев тонкостенные детали работают на устойчивость и на циклическую прочность, а не разрушение.
 

Chicomaster

Мне интересен автожир
Откуда
Москва
Я пример привел про сварку , потому что в районе сварочного шва тоже нагрев и выгорание. В реплике как раз были баки указаны . Из дюраля баков не видел. Кроме кессонов. По лазеру наверное больше проблема в кромке - бывает попадаеться кромка как пилка.
Если варится бак из алюминия, то там почти нет никаких присадок, поэтому и выгорать особо нечему. В дюралях присадок уже довольно много, например той же меди. А вот, например, при сварке бака из тонколистовой нержи швы через год-два желтеют, то есть там точно выгорают легирующие компоненты, но не полностью, что-то остаётся. Но это обычный бак, а не какая-то вибронагруженная конструкция. Вот ещё интересно, на какую именно ширину происходят температурные изменения от нагрева/охлаждения тонкой кромки от лазера ? Сколько потом нужно механически снимать ? полмиллиметра-миллиметр ?
2023-08-18 11 12 53.png
 
Последнее редактирование:
Вот достали, блин, теоретики. Пользуйтесь, проверено - https://reaa.ru/threads/pochemu-nel...ej-samoleta-delat-lazerom.100969/post-2125868
За насколько лет ничего не потрескалось. А на лонжероны - длинные элементы делал ручным фрезером, опять же, если не обработать кромку - порвётся в месте гиба.
Лекарство - обработка кромки после любого реза!!!
 
компания Van's Aircraft в 2022 году начавшая использовать лазерную резку делится накопленным в этом несколько скандальном вопросе опытом. В опубликованном видео подробно обо всех испытаниях, исследованиях и сделанных выводах:

 
Последнее редактирование:
Краткий пересказ видео сделанный нейросетью:


Van's Engineering Presentation - Laser Cut Parts

00:49 Проблемы с лазерной резкой

• В презентации обсуждаются проблемы, связанные с лазерной резкой отверстий в деталях из листового металла.
• Лазерный луч имеет маленькую зону термического воздействия, что может вызвать явление "отслеживания затвердевания".

03:35 Тестирование и анализ усталости

• В презентации представлены результаты испытаний на усталость, которые показали, что детали, вырезанные лазерной резкой, имеют ресурс, эквивалентный ресурсу пробивки отверстий.
• Обсуждаются трещины, возникающие в процессе эксплуатации, и их влияние на долговечность компонентов.

09:19 Типы конструктивных элементов

• В презентации рассматриваются три типа элементов: основная структура, первичная и вторичная структура.
• Основная структура включает лонжероны крыла, лонжероны руля высоты, лонжероны элерона и лонжероны закрылка.
• Первичная структура включает крепления шасси и другие элементы, которые зависят от нагрузки.

10:42 Тестирование на безопасность и долговечность

• В презентации обсуждается важность тестирования на безопасность и долговечность, включая техническое обслуживание самолета и его срок службы.
• Важным вопросом является безопасность полетов, и необходимо быть уверенным, что со временем детали, вырезанные лазерной резкой, будут безопасными.

11:32 Трехсторонний подход к тестированию

• Видео обсуждает трехсторонний подход к тестированию, который включает ускоренное тестирование купонов, анализ планера и испытания на остаточную прочность.
• Ускоренное тестирование купонов позволяет учитывать больше переменных одновременно и проводить анализ планера для определения горячих точек и критических деталей.

14:21 Испытания на остаточную прочность

• Испытания на остаточную прочность проводятся для демонстрации того, как устроен самолет и его способность выдерживать повреждения.
• В процессе используются специализированное оборудование и методы, включая микроскопы и лабораторные процессы.

18:08 Использование ускоренного испытания на долговечность

• Машина для ускоренного испытания на долговечность используется для тестирования образцов и определения количества циклов, необходимых для образования усталостной трещины.
• Машина имеет гидравлические захваты и может выполнять пользовательские циклы усталости.

20:24 Типы купонов и их применение

• В видео представлены различные типы купонов, которые используются для тестирования, включая имитаторы ребер жесткости, имитаторы обшивки и имитаторы коленей.
• Купоны тестируются для определения влияния усталости заклепки и нагрузки на отслаивание на долговечность конструкции.

23:15 Тестирование купонов

• Видео обсуждает тестирование купонов, которые используются для крепления деталей.
• Купоны имеют различные типы отверстий, фланцы и другие элементы для крепления.
• Тестирование проводится на восьмичасовой тестовой машине, которая позволяет создавать выборки значительного размера.

27:57 Анализ результатов

• Видео показывает результаты тестирования купонов, включая трещины и усталостные трещины.
• Трещины могут проходить мимо искусственных трещин и распространяться на другие места.
• Направление зерна не оказывает существенного влияния на срок службы купонов.

32:55 Влияние направления зерна

• Видео показывает влияние направления зерна на трещины, но не обнаруживает статистически значимых изменений.
• Трещины распространяются на производственные трещины в некоторых случаях, но не всегда.
• Вопрос о происхождении трещин остается открытым.

34:50 Анализ заклепок и их долговечность

• Видео обсуждает результаты тестирования заклепок и их влияние на долговечность самолетов.
• Отмечается, что заклепки могут образовываться не только на краях углублений, но и по направлению к краям отверстий.
• Обсуждается, как заклепки могут быть использованы для определения точки распространения усталости.

36:28 Расчетный срок службы заклепок

• Видео показывает, как заклепки могут влиять на расчетный срок службы самолетов.
• Отмечается, что при снижении нагрузки срок службы заклепок увеличивается.
• Обсуждаются различные варианты использования самолетов и их влияние на срок службы заклепок.

41:33 Сравнение различных вариантов использования самолетов

• Видео сравнивает различные варианты использования самолетов, такие как летная подготовка, высший пилотаж и полный рабочий день.
• Отмечается, что даже при агрессивном использовании самолетов, заклепки могут прослужить более 13 часов.
• Обсуждается, как инженер может использовать эту таблицу для выбора нагрузки на заклепки.

46:37 Оценка перфорации и лазерной резки

• Перфорация и лазерная резка имеют разные уровни нагрузки и усталости, но перфорация имеет более низкий уровень.
• Лазерная резка имеет более высокий уровень, но вариативность перфорации может привести к усталости.

50:54 Анализ методом конечных элементов

• Анализ методом конечных элементов показывает, что нагрузка следует по самому жесткому пути и создает горячие точки.
• Заклепки и отверстия могут вызывать усталость, но наиболее вероятно, что трещины начнутся на краю углубления.

53:31 Исторический опыт и исследования

• Исторически трещины в лифтах начинались на краях отверстий, а не на ребрах.
• Исследования показывают, что наиболее критическим местом для усталости является кожа, а не внутренняя структура.

56:24 Тестирование и выводы

• Тестирование показывает, что перфорация и лазерная резка имеют разные уровни усталости, но перфорация более устойчива к усталости.
• Консервативный подход к тестированию учитывает наиболее чувствительные места к усталости и позволяет определить наиболее уязвимые места.

57:46 Изготавливаемый крэк и его особенности

• В видео обсуждаются трещины, которые образуются в заклепках, и их влияние на усталостную прочность.
• Отмечается, что трещины могут быть экранированы остаточными напряжениями сжатия, что предотвращает их дальнейшее распространение.

59:42 Влияние шероховатости поверхности на трещины

• Обсуждается влияние шероховатости поверхности на образование трещин, особенно в зоне термического воздействия.
• Отмечается, что в некоторых случаях шероховатость может быть причиной образования трещин.

01:05:40 Анализ усталостной прочности

• Обсуждается, как усталостная прочность может быть связана с накоплением циклов нагрузки и использованием самолета.
• Отмечается, что для определения усталостной прочности используются кривые превышения и правило Майнера.
• Подчеркивается, что в летной школе эквивалент одного полного цикла нагрузки составляет примерно -0,2 до -0,4.

01:09:03 Консерватизм в прогнозировании срока службы

• В авиации используются консервативные методы прогнозирования срока службы, основанные на опыте и статистике.
• В авиации высшего пилотажа используются более консервативные методы, так как они требуют более точного прогнозирования.

01:11:01 Анализ нагрузок на заклепки

• Заклепки испытывают различные напряжения, которые могут привести к усталости и разрушению.
• В местах с наибольшей нагрузкой трещины возникают редко.

01:15:59 Классификация заменяемых деталей

• В авиации существует классификация заменяемых деталей, включая основную конструкцию, вторичные конструкции и детали, вырезанные лазером.
• Большинство замененных деталей относятся к основной конструкции, а не к вторичным конструкциям.

01:17:56 Сервисные бюллетени и директивы по безопасности

• В авиации было выпущено 104 сервисных бюллетеней, из которых только один касался вторичных конструкций.
• Директивы по безопасности в основном касаются первичной конструкции, а не вторичных конструкций.

01:19:36 Обсуждение деталей самолета

• В видео обсуждаются различные детали самолета, включая лонжероны, обшивку и другие элементы конструкции.
• Некоторые детали, такие как внутренние панели и ребра, могут быть заменены из-за их подверженности усталости и нагрузкам.

01:22:59 Тестирование на усталость

• В видео демонстрируется процесс тестирования на усталость, включая использование "дерева Вифлеема" для имитации нагрузок на стабилизатор самолета.
• Результаты тестирования показывают, что заклепки могут выйти из строя, но это не является критическим для усталости элементом.

01:26:37 Рекомендации по замене деталей

• В видео даются рекомендации по замене некоторых деталей, включая внутренние заклепки и другие элементы конструкции, которые могут быть подвержены усталости.
• Важно проводить регулярные проверки и замены деталей для обеспечения безопасности полетов.

01:30:26 Тестирование на остаточную прочность

• В видео обсуждаются испытания на остаточную прочность, которые проводятся при полномасштабной сборке.
• Испытания имитируют повреждения и компоненты, вырезанные лазером, и проверяют, как конструкция выдерживает самые высокие нагрузки.

01:37:01 Анализ методом конечных элементов

• Видео объясняет, как анализ методом конечных элементов используется для определения зон напряжения и вероятности распространения трещин.
• В результате анализа, трещины не распространяются по всей зоне без напряжения, что делает их менее вероятными.

01:39:00 Испытания на остаточную прочность

• Видео показывает, как испытания на остаточную прочность проводятся на крыле самолета, имитируя повреждения и вырезая компоненты лазером.
• В процессе испытаний, трещины появляются на каждом внутреннем ребре крыла, и некоторые из них разрушаются.
• Также разрушаются некоторые внутренние ребра крыла бака и перегородка бака.

01:41:54 Анализ конструкции самолета

• Видео обсуждает результаты ускоренного тестирования самолета, показывающего, что трещины в конструкции маловероятны.
• Обсуждаются результаты испытаний, показывающие, что трещины возникают на заклепках, а не на перегородках или ребрах жесткости.

01:49:35 Вопросы и ответы

• Обсуждаются вопросы о коррозии и акустической усталости, которые не считаются факторами, вызывающими трещины в конструкции.
• Упоминается, что акустическая усталость обычно возникает на краях углублений или на концах элементов жесткости.
• Обсуждается, что в случае акустической усталости, панели крыла изгибаются с высокой частотой, а не внутренние структуры.
• Упоминается, что в случае акустической усталости, она возникает на краях углублений или на концах элементов жесткости, а не на внутренних структурах.
• Обсуждается, что в случае акустической усталости, она возникает на краях углублений или на концах элементов жесткости, а не на внутренних структурах.

01:53:12 Обсуждение трещин и флаттера

• В авиации, трещины в тонких листовых металлах растут медленно из-за напряжения, следующего за жесткостью.
• Флаттер становится проблемой только при значительном снижении первоначальной жесткости конструкции.
• В случае с купонами, усталостные повреждения накапливаются медленно, и для изменения жесткости требуется значительное повреждение.

01:56:48 Вопросы о герметичности и молниях

• Герметичность топливных баков не нарушается из-за трещин в ребрах.
• Вероятность возникновения трещин из-за лазерной резки отверстий очень мала.
• Молния не является проблемой, так как вероятность поражения молнией очень мала.

01:58:08 Тепло и безопасность

• Купоны поглощают тепло и не выделяют его в больших количествах.
• Трещины могут быть обнаружены с помощью камеры Info Frame, но тепло не накапливается.
• Вопросы о безопасности и трещинах можно задать через форму на сайте.
 
Van's Aircraft также сделал краткий пересказ своего полнометражного видео сократив его в семь раз


ну и краткий пересказ краткого пересказа:

Van's Aircraft Engineering Summary Presentation - Laser Cut Parts Acceptability and Testing

00:05 Лазерные детали и их влияние на безопасность

• Компания Vans Aircraft провела испытания на долговечность соединений, заклепанных с использованием отверстий, вырезанных лазером.
• Результаты испытаний показали, что производственные трещины, наблюдаемые вокруг углублений, вырезанных лазером, в большинстве случаев пассивны и не снижают прочность или ожидаемый срок службы самолета.

03:12 Ускоренное тестирование на срок службы

• Компания провела ускоренное тестирование на срок службы, используя купоны, имитирующие нагрузки на уровне полета, и показала, что лазерные детали не влияют на безопасность.
• Результаты тестирования показали, что усталостные трещины обычно не связаны с лазерными деталями и не снижают прочность или ожидаемый срок службы самолета.

07:44 Анализ и прогнозы

• Компания использовала данные из реальных полетов и летной школы для составления прогнозов и коэффициентов снижения.
• Результаты показали, что пилотажные полеты наносят значительно больший ущерб, чем обычное общее использование или летная подготовка.
• Компания рекомендует учитывать усталостные характеристики некоторых деталей и отверстий при составлении прогнозов и консервативно подходить к оценке их срока службы.

09:29 Анализ данных и прогнозирование срока службы

• Представлены проекции точек данных, основанные на нагрузках и прогнозах срока службы.
• При переутомлении срок службы значительно увеличивается.

11:22 Рекомендации по замене деталей

• Некоторые детали, вырезанные лазером, рекомендуется заменить для обеспечения безопасности.
• Замена деталей гарантирует безопасность и долговечность самолета.

13:19 Испытания на остаточную прочность

• Испытания на остаточную прочность подтверждают избыточность конструкций.
• Испытания имитируют повреждения и компрометируют компоненты.

14:10 Тестирование на жизнь и рекомендации

• Ускоренное тестирование на жизнь и тестирование купонов для оценки надежности и долговечности деталей.
• Рекомендации по замене деталей для обеспечения безопасности и долговечности самолета.
 
Напоминаю, что любое англоязычное видео можно смотреть на русском языке через Яндекс браузер. Если на окошко видео навести стрелку мышки появится кнопка "Перевести видео". Нажимаем на нее и через минуты требующиеся на перевод начинаем слышать дублированный перевод на русском языке
1704796599925.png
 

Chicomaster

Мне интересен автожир
Откуда
Москва
Напоминаю, что любое англоязычное видео можно смотреть на русском языке через Яндекс браузер. Если на окошко видео навести стрелку мышки появится кнопка "Перевести видео". Нажимаем на нее и через минуты требующиеся на перевод начинаем слышать дублированный перевод на русском языке
Посмотреть вложение 545614
Спасибо, посмотрел короткую версию с русскими субтитрами. Вернее даже и не досмотрел до конца.
Сразу возникли вопросы - мягко говоря, не молодой докладчик. Это уже несколько подозрительно, обычно в таком возрасте это уже давно пенсионеры. Разговор идёт и о каких-то грузовых фургонах. Если это имелись ввиду АВТОФУРГОНЫ, то наверняка в них несколько ИНЫЕ знакопеременные нагрузки, частота и вибронагруженность, температурный диапазон.
В летательном аппарате заметно выше частота вибраций, поэтому и разрушения конструкции происходят многократно быстрее.

А сейчас так вообще все подобные "убеждения заказчиков", после недавнего просто ЖУТКОГО инцидента с самим Боингом 737 и видео из его салона с оторвавшимся куском фюзеляжа и огромной дырой в салоне - это вообще как можно верить подобным "заверениям" ?
Дико повезло, что на этом кресле не было пассажира, да и вообще всем почти двум сотням пассажиров повезло, что лайнер ещё не успел набрать приличную высоту и пилотам удалось посадить самолёт.
И что мы слышим не от дельцов из какой-то мелкой конторы, а от самого БОИНГА ? Винтики были недозакручены o_O
Фигня вопрос, сейчас их подзакрутят на всех других боингах в мире и ничего страшного.
Ну мало ли, ну вылетел огромный кусок обшивки вместе с иллюминатором, чуть не убились ещё пару сотен пассажиров.
Кто-то уже подзабыл, что не так давно по вине того же самого боинга воткнулись вертикально в планету два полностью набитых людьми 737-х макс, пилоты во многих странах объявили бойкот боингу. Да ерунда вопрос, "напечатали" ещё зелёных бумажек и страховые конторы заткнули рты и родственникам жертв и подмаслили пилотов. Летают опять .... до следующего раза ?
Как можно верить , если все и везде врут не моргнув глазом ?
 
Вверх