Militaire luchtvaartinstrumenten van Aero-Tec: Precisie bedieningspanelen voor vliegtuigen en simulators

Aero-Tec Industries, gevestigd in Seminole, OK, produceert luchtvaartinstrumenten inclusief een grote verscheidenheid aan intern verlichte bedieningspanelen voor gebruik in vastvleugel, draaiend vleugel en simulator toepassingen. Een groot percentage van deze wordt geproduceerd om compatibel te zijn met nachtvisiebrillen. Speciale lampfiltratie en verf zijn hiervoor vereist.

In 2005 zette Aero-Tec President, Charles Harbert, uit om een CNC-machine te vinden die in staat was om batch te frezen verlichte displays voor vliegtuigcommunicatieapparatuur uit gegoten acrylaat. Maar dit waren geen gewone displays en om ze te produceren naar exacte specificaties had Aero-Tec een buitengewoon stuk apparatuur nodig.

VERLICHTE LUCHTVAARTINSTRUMENTEN MAKEN

Volgens Harbert: "Ingesloten in het onderdeel zijn twee afgedichte 5-volt lampmodules – één biedt achtergrondverlichting voor UHF en de andere [bovenaan] verlicht het display dat achter een duidelijk raam zit. De lampmodules zijn gefilterd om compatibel te zijn met nachtvisiebrillen die door militairepiloten worden gedragen... en de lettering aan de onderkant is niet-verlicht."

De getoonde onderdelen omvatten een voltooide onderdeel (min de twee draden die uit de ingevulde terminales op de achterkant komen) en de twee andere onderdelen tonen de ingewanden en illustreren de ingewikkelde stappen die vereist zijn voor het fabriceren van dit onderdeel.

Toen Aero-Tec DATRON Dynamics, Inc. (Milford, NH) op het internet tegenkwam, werd Harbert's hoop op superieure technologie versterkt door een website die avant-garde high-speed bewerkingscentra toonde... en misschien nog belangrijker, een smorgasbord van geïntegreerde functies die leken op een echte turn-key oplossing. "In het bijzonder," zei Harbert, "was ik geïnteresseerd in hoe DATRON's high-speed technologie en geïntegreerde vacuümtafel onze efficiëntie en de algehele kwaliteit van onze gehele productlijn konden beïnvloeden."

In feite had DATRON's VacuMate™ werkhouden net zoveel te maken met Aero-Tec's succes met dit specifieke luchtvaartonderdeel als de 60.000 RPM bewerkingstechnologie zelf. VacuMate is ontworpen om platte werkstukken snel en efficiënt te bevestigen aan het bed van een bewerkingssysteem. Dun materiaal, wat eerder alleen met grote moeilijkheden bevestigd kon worden, kan nu letterlijk binnen seconden bevestigd worden. Dit omvat plastic folies zo dun als 0,001" of aluminium vellen tot 0,250" dik. De vacuümtafel heeft luchtstroom-geoptimaliseerde poorten, met ingewijde kamers, om superieure vacuümverdeling te bieden. Een goedkoop, gas-doorlatend substraat fungeert als offervacuüm-diffusor, waardoor het snijgereedschap door het werkstuk kan frezen, zonder in de tafel te frezen. Bij het plaatsen van een enkele 18"x12" VacuMate segment (of tot 4 verbonden segmenten voor een totaal van 24" x 36") op het machinebed, wordt dezelfde positie telkens gehandhaafd. Dat is omdat de VacuMates gekeyed zijn met een afgeschuind boss-in-cavity systeem om locatieherhaalbaarheid te garanderen.

Volgens DATRON Dynamics President, Bill King, "De meeste CNC-fabrikanten betrekken zich gewoon niet bij werkhouden. Ze verkopen je hun machine en laten je een manier vinden om je onderdelen vast te zetten zodra het aankomt. Nou, DATRON neemt een meer holistische benadering en beschouwt werkhouden als onderdeel van de algehele oplossing."

Het was deze integratie die Aero-Tec ertoe overtuigde om het DATRON-bewerkingssysteem compleet met 3D-tasten en VacuMate te verkrijgen – en Harbert en de R&D-groep gingen direct aan de slag met het perfect maken van het proces.

MILITAIRE LUCHTVAARTINSTRUMENTEN

De eerste stap was om batch te frezen of "koekjes te knippen" een 24" x 36" vel militair-gradus gegoten acrylaat om de achterkant van het onderdeel te creëren. Met een QuadraMate™ (4 verbonden VacuMate segmenten), wordt het materiaal bevestigd. De tast scant het oppervlak van het materiaal om de positie van het blank te valideren terwijl het tegelijkertijd eventuele onregelmatigheden in DATRON's controller voedt. Eventuele oppervlakte-onregelmatigheden worden dynamisch gecompenseerd in de bewerkingsparameters – zonder operatoreingrijpen en voordat de bewerking überhaupt begint. Dit zorgt ervoor dat, ondanks variaties in dikte, de snijdiepte hetzelfde blijft. Dit is cruciaal voor dit luchtvaartonderdeel en voor Aero-Tec aangezien ze in het acrylaat frezen binnen vier duizendsten van het doorbreken van het materiaal. Na het frezen van de basis "blanks" voor de luchtvaartinstrumenten, worden de individuele onderdelen opnieuw bevestigd op de vacuümklem voor het frezen van vrijhoudingssneden om de elektrische terminales op de voorkant te accommoderen.

De onderdelen voor de luchtvaartinstrumenten worden van het machinebed gehaald en twee speciale terminales worden vanaf de voorkant geïnstalleer en vastgegoten met gekatalyseerde polyester. Het overtollige gietmateriaal wordt nat afgeschuurd om het gezicht glad te laten. Vervolgens worden de lampassemblages en de bijbehorende bedrading geïnstalleerd met speciale aandacht voor de positie zodat de elektronica niet wordt doorgesneden tijdens latere productiefasen op de DATRON high-speed bewerkingscentrum. Dan worden deze componenten opnieuw met polyester gegoten om ze op hun plaats te bevestigen.

De onderdelen worden vervolgens teruggeplaatst op de DATRON-machine en bevestigd met de vacuümvastzetting zodat alle gedetailleerde kenmerken die op de achterkant verschijnen, gefreesd kunnen worden – het rechthoekige raam wordt afgezaagd tot de trap. Dan keert de operator het onderdeel om en plaatst het in een toegewijde vastzetting op een afzonderlijk station binnen de werkomgeving van de DATRON-machine. Hier wordt de doorboring van het raam afgewerkt en een fasering rond de opening gefreesd en de schouder gesneden met een balneus frees. Een extra klem wordt in het doorboorgat (raam) geplaatst om het onderdeel vast te houden terwijl de omtrek wordt gefreesd – het onderdeel bevrijdend van het blok militair acrylaat.

De individuele displays voor de luchtvaartinstrumenten gaan vervolgens door een schilderproces – zwart over wit. Na het schilderen wordt lettering aangebracht met een diode-gepompte lasersysteem dat de zwarte verf abloteert om het witte onderliggend bloot te leggen. De DATRON-bewerkingscentrum werd gebruikt om de registratievaste vereist voor het lasersysteem te fabriceren.

De onderdelen worden teruggebracht naar de DATRON-machine waar de zwarte en witte verfagen op de bovenwand van de raamopening aan de achterkant weggefreesd worden. Dit stelt NVG-veilig licht in staat om op het display te vallen dat achter het raam geïnstalleerd zal worden. Ten slotte wordt het raam zelf (ook gefreesd uit gegoten acrylaat op de DATRON) gelijmd en de draden gesoldeerd en gegoten. Het Aero-Tec-ontwerp maakte het mogelijk dat de draden als laatste binnenkwamen zodat de DATRON-machine-operators er niet mee hoeven te worstelen tijdens de verschillende bewerkingsprocessen. Harbert zingt de loven van DATRON's duurzaamheid door te zeggen: "Ik kan echt niet getuigen van de kwaliteit van de DATRON-servicedienst omdat een jaar en een half in dit project de machine niet eens gehikt heeft – dus we hebben geen service nodig gehad... wat uitzonderlijk is."

Verder legt hij uit: "Het is verbazingwekkend hoeveel werk er in zit in luchtvaartinstrumenten of een afgerond militaire onderdeel. Maar als dat ons allemaal veilig houdt, is het de moeite waard – en als de kwaliteit van dit onderdeel cruciaal is voor die veiligheid, is DATRON letterlijk een levensredder."