Casos de uso de mecanizado CNC en las industrias militar y de defensa

Como una fuente importante de ingresos de fabricación, las industrias militar y de defensa dependen de algunas tecnologías muy flexibles, rentables y confiables. Dado que se espera que el gasto mundial en defensa crezca a una tasa compuesta anual de alrededor del 3 % durante el período 2019-2023, alcanzando los 2,1 billones de dólares para 2023, también invierten mucho en soluciones de mecanizado modernas en varios sectores diferentes de su flujo de trabajo.

Los requisitos generales del equipo militar pueden variar enormemente, pero algunas cosas se aplican en todos los ámbitos. En general, los equipos de grado militar deben ser resistentes, rígidos y funcionar bien en terrenos difíciles. Gran parte del equipo grande es de metal y requiere partes metálicas, pero también hay un lugar para suministros médicos (que deben ser aprobados por las autoridades militares, la FDA o las regulaciones gubernamentales que correspondan según la región).

Dado que las aplicaciones de defensa pueden cruzarse con otras industrias como la comunicación, la medicina y la aeroespacial, etc., esto a menudo significa que también utilizan todas las instalaciones de mecanizado específicas de estas industrias. Las máquinas a menudo tienen que ser grandes y capaces de procesar materiales como aleaciones y metales duros y duraderos.

Estas son solo algunas de las formas en que la industria de defensa implementa máquinas CNC y cómo aportan algo único a la mesa:

Aplicaciones aeroespaciales

Uno de los principales usuarios de tecnologías de fabricación CNC es Lockheed Martin. Lockheed Martin no solo es posiblemente el nombre más importante en la fabricación de defensa, sino que también es la tercera empresa aeroespacial más grande del mundo, detrás de Boeing y Airbus. Sin embargo, la empresa tiene necesidades ligeramente diferentes a las de los otros dos, ya que se centra mucho más en la defensa. Aquí es donde entran en juego las tecnologías de mecanizado de precisión, que proporcionan una mayor precisión de las piezas, fiabilidad del proceso y ahorro de costes.

Si bien las máquinas CNC se han utilizado en aplicaciones militares desde sus inicios, las fresadoras y taladros modernos ofrecen algo único que la mayoría de las demás tecnologías de fabricación no pueden igualar. La precisión por sí sola permite aplicaciones militares mucho más novedosas. Las capas compuestas del F35, por ejemplo, están fresadas y perforadas con tolerancias tan estrechas que la superficie ensamblada del avión evita las discrepancias que pueden aparecer en un radar.

En el caso del F-35, los fabricantes utilizan una máquina fresadora de cinco ejes con un pórtico elevado, que proporciona una gran potencia para sus operaciones de mecanizado de precisión en los revestimientos compuestos de las aeronaves. También gestiona piezas complejas de plástico reforzado con fibra de carbono junto con accesorios de vacío de aluminio que sujetan la pieza durante la fabricación. Una sola máquina taladra numerosos tipos de piezas para todas las secciones de la aeronave y para el propio proceso de fabricación.

Del mismo modo, Northrop Grumman es otro contratista de defensa aeroespacial que está descubriendo que las máquinas CNC son la mejor manera de lograr sus objetivos. Tienen una asociación de larga data con el conglomerado de fabricación de clase mundial Siemens para usar sus sistemas y han invertido una tonelada de dinero en el desarrollo de nuevas tecnologías para su propio uso. La investigación de Northrop Grumman ha indicado que las categorías principales que debe cumplir una máquina CNC (para aplicaciones de defensa) son el diseño robusto de la máquina, la repetibilidad de la máquina herramienta, la capacidad de respuesta de la máquina herramienta, la estabilidad de la temperatura ambiental y la base estable de la máquina.

La planta Hawthorne de Northrop Grumman utiliza enrutadores CNC verticales Cincinnati de 5 ejes y dos pórticos con accesorios CNC ajustables para evitar los costos de construcción y configuración para herramientas duras. Tres camas ajustables de los nuevos accesorios de sujeción universal (UHF) POGO reducen los tiempos de configuración en aproximadamente dos tercios en las operaciones de recorte y perforación de orificios en más de 100 partes diferentes del revestimiento del fuselaje. Estos sistemas son una parte crucial para acelerar sus operaciones y funcionan junto con las máquinas NC en su arsenal.

General Atomics también ha sido un patrocinador entusiasta del mecanizado CNC (entre muchas otras tecnologías) en el desarrollo de sus aviones. Su trabajo con la nave Predator es un gran ejemplo. Sirve como un avión totalmente compuesto colocado a mano en una de sus instalaciones de fabricación al sur de Rancho Bernardo, California, utilizando principalmente preimpregnados de carbono/epoxi y curado en un autoclave. Los materiales preimpregnados se cortan en una máquina de corte y preparación computarizada y el corte del núcleo se realiza en una máquina de corte CNC de 5 ejes.

Desarrollo de armas

Las máquinas CNC de 4 ejes se utilizaron para desarrollar misiles Tomahawk desde la guerra del Golfo. Esta tendencia solo se ha profundizado a medida que avanza la tecnología, trayendo máquinas de múltiples ejes con grandes espacios de trabajo y volúmenes que pueden crear la piel de un misil en un solo flujo de trabajo. Además de la precisión, estos sistemas requieren mucho par para poder fresar materiales más duros. No hace falta decir que los misiles como el Tomahawk requieren sistemas grandes y resistentes que también deben funcionar con algunos materiales bastante poderosos, ya que estas armas a menudo necesitan soportar el viaje en barco e incluso las condiciones submarinas.

Para desarrollarlos, Raytheon utiliza un robot FANUC de seis ejes. Esto permite que un solo departamento fabrique todo el misil de crucero de 20 pies por su cuenta, con el robot haciendo la mayor parte del trabajo pesado. Como se puede imaginar, es una tarea peligrosa, por lo que tener tan poco trabajo manual es un gran beneficio para la empresa. Por lo tanto, el montaje de robots no solo es más barato, más rápido y más preciso, sino que también es activamente más seguro.

Los componentes pequeños para misiles y vehículos se desarrollan todo el tiempo utilizando tecnologías de mecanizado multieje. Los componentes de los helicópteros, como los platos cíclicos giratorios y estacionarios, los cubos del rotor principal y de cola y las camisas del rotor principal, se están desarrollando con máquinas CNC en las instalaciones de Sikorsky, por ejemplo.

Incluso vehículos como el Hummer H2 utilizan múltiples componentes fresados. Un buen ejemplo es la parrilla en la parte delantera, utilizando aluminio y aceros de alta tolerancia. Estos son mucho más rápidos de fabricar y ensamblar gracias a las ventajas únicas del mecanizado CNC.

Sistemas de detección y tecnología de radar

Los sistemas de detección y los dispositivos de comunicación siempre son necesarios para las instalaciones militares y de defensa. Como tal, proporcionarlos y mantenerlos siempre ha sido competencia de las últimas tecnologías de fabricación. Esta es otra área en la que el mecanizado CNC puede sobresalir cuando se utiliza como baluarte para las necesidades operativas de las fuerzas armadas.

El desarrollo de radomos y antenas de radar requiere formas excepcionalmente laboriosas y acabados finos. Esto es para que puedan captar señales muy pequeñas, que se necesitarían para los sistemas de detección de armas. Esto a menudo significa que los componentes mecanizados por CNC deben ser lisos y curvados con precisión en todas las formas correctas.

Además de estos sistemas de detección, sus carcasas también se mecanizan y fresan. Tener una alta resistencia se vuelve especialmente necesario ya que a menudo tienen que ser parte de vehículos militares que irán a altas velocidades o tendrán que soportar un alto grado de desgaste. Los radares pueden consistir en múltiples metales y aleaciones, por lo que cualquier máquina CNC que los manipule debe aportar una gran versatilidad a la mesa.