Мы уже рассказывали, как лазеры меняют автомобильную промышленность. Сегодня обсудим, как они уже используются для производства самолетов.
Почему нужно наращивать объемы производства в авиапромышленности?
В 2019 году в секторе гражданского авиастроения (самолеты, вертолеты, запасные детали и авиационные двигатели) было задействовано 400 000 работников, а доход составлял 130 млрд. евро. Во время пандемии не пострадали космические программы, а вот производство гражданских самолетов все еще продолжает восстанавливаться.
В отчете «Планирование неопределенности в коммерческой аэрокосмической отрасли», опубликованном в феврале 2023 года, компания McKinsey сообщила задержке производства 9400 пассажирских самолетов, которые планировалось построить до конца 2027 года. Устранение отставания и отслеживание спроса возможно при повышении производительности и снижении издержек — ключевую роль в этом может сыграть применение лазерных технологий.
Посмотрим, как именно применяют разные способы лазерной обработки в авиастроении.
Лазерная резка
Лазерная резка — это быстрый и точный процесс с меньшим количеством отходов и постобработки. Оборудование требует минимального обслуживания и легко перенастраивается.
С помощью лазеров вырезают детали для крепления крыльев, детали оснастки и многого другого. Лазерная резка подходит для небольших деталей (графитовых прокладок и титановых коллекторов воздуховодов), более крупных деталей (выхлопных конусов).
Подробнее о кейсе ОДК — на сайте ЛАССАРД.
Лазерная сварка
Лазерная сварка применяется как альтернативный метод соединения — там, где раньше могло использоваться склеивание и механическое крепление. Лазером сваривают легкие алюминиевые сплавы и полимерные материалы, армированные углеродным волокном — это позволяет отказаться от клепки при изготовлении корпуса самолета.
Лазерная сварка в режиме широкого луча (wobbling) успешно применяется при соединении частей топливных баков — при этом способе соединения обеспечивается повышенная прочность и не требуется обработка швов, а это существенная экономия. Помимо этого, с помощью лазерной сварки соединяют литые сердечники лопаток турбин с накладками, создают облегченные модели закрылков. Благодаря улучшениям конструкции повышается ламинарность воздушного потока, снижается сопротивление и расход топлива.
Лазерная очистка
Производители используют лазерную очистку
- для удаления слоев с поверхностей металлов и композитов в процессе подготовки к последующей обработке
- для удаления коррозии
- для снятия краски с крупных деталей для обновления слоя краски.
В связи с широким внедрением композитных материалов возникает необходимость склеивать их с металлами. Для создания прочного соединения обе поверхности должны быть тщательно подготовлены перед нанесением клея. Традиционно для подготовки применяли агрессивные методы: струйная обработка или несколько этапов химической. Лазерная очистка позволяет подготовить детали за один подход и щадяще воздействует на обрабатываемые заготовки.
Интересный факт. За время эксплуатации самолет перекрашивают 4-5 раз. Удаление старого слоя краски традиционными методами занимает больше недели — лазерная очистка сокращает это время до 3-4 дней в зависимости от размера самолета.
Лазерное упрочнение
На заводах по техническому обслуживанию и ремонту Airbus недавно прошла испытания установка лазерного упрочнения — ее собираются применять для упрочнения лопастей двигателей. По сравнению с традиционными процессами лазерная наклепка продлевает срок службы металлических деталей в 10–15 раз, но для упрочнения лопастей ранее не использовалась. Мы подробно писали о ней недавно в статье о лазерном упрочнении.
Лазерное сверление
Современные авиационные двигатели содержат около 500 000 отверстий — это на два порядка больше, чем двигатели 1980-х. Отверстия нужны и во множестве других деталей: для заклепочных и винтовых соединений. Поэтому для авиации лазерное сверление полезно благодаря точности, повторяемости, скорости и экономической эффективности.
Так, фемтосекундные лазерные системы внедряют для микросверления отверстий в больших титановых панелях HLFC (гибридное управление ламинарным потоком), предназначенных для установки на крылья или хвостовые стабилизаторы. Эти панели снижают расход топлива: за счет просачивания воздуха через небольшие отверстия уменьшается сопротивление трения.
Лазерное текстурирование
Лазерное текстурирование — это создание микро- и наноструктур с помощью лазерного излучения. Такой способ обработки меняет смачиваемость поверхности, предотвращая загрязнение поверхности и образование наледи. Это снижает сопротивление воздушной среды, расход топлива и исключает химическую противообледенительную обработку.
Подведем итоги
В случае комплексного применения автоматизированных лазерных технологий резки деталей и сварки конструкций суммарные затраты на их изготовление снижаются в среднем 2–3 раза по сравнению с традиционными технологиями. Будущее за лазерами!
Лазерные технологии в ЛАССАРД
Приезжайте к нам в шоурум! Мы покажем, как лазерные технологии работают на практике в станках для резки, сварки, маркировки, очистки и упрочнения, а также в гибридном станке 3 в 1.
Наши контакты:
📱 Сайт
👥 ВК
🏭 Наше производство и шоурум: ОЭЗ «Технополис Москва», 109316, Россия, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5, пом. 1Н
📞 Наш телефон: +7 495 120 68 86
✉️ Наша почта: sales@lassard.ru
