Instrumentos aeroespaciales hechos de material de grado militar

Aero-Tec Industries, con sede en Seminole, OK, fabrica instrumentos aeroespaciales que incluyen una amplia variedad de paneles de control iluminados internamente para su uso en aplicaciones de simuladores y de alas fijas y rotatorias. Un gran porcentaje de estos están fabricados para ser compatibles con gafas de visión nocturna. Para ello se requieren pinturas y filtración de lámparas especiales.

En 2005, el presidente de Aero-Tec, Charles Harbert, se dispuso a encontrar una máquina CNC capaz de mecanizar por lotes pantallas iluminadas para equipos de comunicación de aeronaves a partir de acrílico fundido. Pero estas no iban a ser pantallas comunes y, para producirlas con especificaciones exactas, Aero-Tec necesitaba encontrar una pieza de equipo extraordinaria.

FABRICACIÓN DE INSTRUMENTOS AEROESPACIALES ILUMINADOS

Según Harbert, “encapsulados dentro de la pieza hay dos módulos de lámpara de 5 voltios sellados:uno proporciona retroiluminación para UHF y el otro [en la parte superior] ilumina la pantalla que se encuentra detrás de una ventana transparente. Los módulos de las lámparas están filtrados para que sean compatibles con las gafas de visión nocturna que usan los pilotos militares... y las letras en la parte inferior no están iluminadas".

Las partes que se muestran aquí incluyen una parte completa (menos los dos cables que salen de los terminales empotrados en la parte posterior) y las otras dos partes muestran las entrañas e ilustran los complicados pasos necesarios para fabricar esta parte.

Cuando Aero-Tec se encontró con DATRON Dynamics, Inc., (Milford, NH) en Internet, la esperanza de Harbert de una tecnología superior se vio reforzada por un sitio web que mostraba centros de mecanizado de alta velocidad de vanguardia... y quizás lo más importante, una mezcla heterogénea de características integradas. que olía a
verdadera solución llave en mano. "En particular", dijo Harbert, "estaba interesado en cómo la tecnología de alta velocidad y la mesa de vacío integrada de DATRON podrían afectar nuestra eficiencia y la calidad general de toda nuestra línea de productos".

De hecho, la sujeción de piezas VacuMate™ de DATRON finalmente tuvo tanto que ver con el éxito de Aero-Tec con esta pieza aeroespacial en particular como la propia tecnología de mecanizado de 60 000 RPM. VacuMate está diseñado para asegurar de manera rápida y eficiente piezas de trabajo planas a la cama de un sistema de mecanizado. El material delgado, que antes solo podía asegurarse con grandes dificultades, se puede asegurar literalmente en segundos. Esto incluye láminas de plástico tan delgadas como 0.001” o láminas de aluminio de hasta 0.250” de espesor. La mesa de vacío cuenta con puertos optimizados para el flujo de aire, con cámaras empotradas, para proporcionar una distribución de vacío superior. Un sustrato permeable al gas de bajo costo sirve como un difusor de vacío de sacrificio, lo que permite que el cortador mecanice a través de la pieza de trabajo, sin cortar la mesa. Al colocar un solo segmento VacuMate de 18” x 12” (o hasta 4 segmentos conectados para un total de 24” x 36”) en la plataforma de la máquina, se mantiene la misma posición cada vez. Esto se debe a que los VacuMates están codificados mediante un sistema de protuberancia en cavidad biselada para garantizar la repetibilidad de la ubicación.

Según el presidente de DATRON Dynamics, Bill King, “la mayoría de los fabricantes de CNC simplemente no se involucran en la sujeción de piezas. Le venden su máquina y le permiten encontrar una manera de guardar sus piezas una vez que llega. Bueno, DATRON adopta un enfoque más holístico y considera la sujeción de piezas como parte de la solución general”.

Fue esta integración lo que convenció a Aero-Tec de adquirir el sistema de mecanizado DATRON completo con sondeo 3D y VacuMate, y Harbert y el grupo de I+D se pusieron manos a la obra para perfeccionar el proceso.

INSTRUMENTOS AEROESPACIALES DE GRADO MILITAR

El primer paso fue mecanizar por lotes o “cortar galletas” una lámina de acrílico fundido de grado militar de 24” x 36” para crear la parte posterior de la pieza. Utilizando un QuadraMate™ (4 segmentos VacuMate conectados), se asegura el material. La sonda escanea la superficie del material para validar la posición del blanco y, al mismo tiempo, introduce cualquier irregularidad en el controlador de DATRON. Cualquier irregularidad de la superficie se compensa dinámicamente en los parámetros de mecanizado, sin la intervención del operador y antes incluso de que comience el mecanizado. Esto asegura que a pesar de las variaciones en el grosor, la profundidad del corte permanecerá igual. Esto es fundamental para esta pieza aeroespacial y para Aero-Tec, ya que mecanizan el acrílico dentro de las cuatro milésimas antes de atravesar el material. Después de cortar los "espacios en blanco" básicos para los instrumentos aeroespaciales, las piezas individuales se vuelven a asegurar en el mandril de vacío para fresar los cortes de separación para acomodar los terminales eléctricos en el lado frontal.

Las piezas de los instrumentos aeroespaciales se retiran de la bancada de la máquina y se instalan dos terminales especiales desde el lado frontal y se encapsulan en su lugar con poliéster catalizado. El exceso de material de relleno se lija en húmedo para dejar la superficie lisa. A continuación, los conjuntos de lámparas y el cableado asociado se instalan prestando especial atención a su posición para que la electrónica no se rompa durante las fases posteriores de producción realizadas en el centro de mecanizado de alta velocidad de DATRON. Luego, estos componentes se encapsulan nuevamente con poliéster para asegurarlos en su lugar.

Luego, las piezas se vuelven a colocar en la máquina DATRON y se aseguran con el accesorio de vacío para que se puedan mecanizar todas las características detalladas que aparecen en la parte posterior:la ventana rectangular se corta hasta el escalón. Luego, el operador voltea la pieza y la coloca en un accesorio dedicado en un
estación separada dentro del área de trabajo de la máquina DATRON. Aquí, se termina el corte pasante de la ventana y se mecaniza un bisel alrededor de la abertura y se corta el hombro con una fresa de punta esférica. Se coloca una abrazadera adicional en el orificio pasante (ventana) para sujetar la pieza mientras se corta la periferia, liberando la pieza del bloque de acrílico militar.

Las pantallas individuales de los instrumentos aeroespaciales luego pasan por un proceso de pintura:negro sobre blanco. Después de la pintura, las letras se aplican con un sistema láser bombeado por diodos que elimina la pintura negra para exponer el blanco debajo. El centro de mecanizado DATRON se utilizó para fabricar el dispositivo de registro necesario para el sistema láser.

Las piezas se devuelven a la máquina DATRON, donde las capas de pintura en blanco y negro se fresan en la pared superior de la abertura de la ventana en la parte trasera. Esto permite que la luz segura de NVG se derrame sobre la pantalla que se instalará detrás de la ventana. Finalmente, la ventana en sí (también mecanizada a partir de acrílico fundido en DATRON) se pega y los cables se sueldan y se encapsulan. El diseño de Aero-Tec permitió que los cables entraran en último lugar para que los operadores de las máquinas DATRON no tuvieran que luchar con ellos durante los distintos procesos de mecanizado. Harbert canta los elogios de la durabilidad de DATRON al decir:"Realmente no puedo dar fe de la calidad del departamento de servicio de DATRON porque después de un año y medio en este proyecto, la máquina no ha tenido problemas ni una sola vez, por lo que no hemos necesitado ningún servicio... que es excepcional.”

Además, explica:“Es increíble la cantidad de trabajo que se dedica a los instrumentos aeroespaciales o a una pieza militar terminada. Pero, si eso es lo que nos mantiene a todos a salvo, entonces vale la pena el esfuerzo, y si la calidad de esta pieza es crítica para esa seguridad, entonces DATRON es literalmente un salvavidas”.