Instrumentos aeroespaciales de grado militar por Aero-Tec: Paneles de control de precisión para aeronaves y simuladores

Aero-Tec Industries, con sede en Seminole, OK, fabrica instrumentos aeroespaciales incluyendo una amplia variedad de paneles de control iluminados internamente para uso en ala fija, ala rotativa y aplicaciones de simulador. Un gran porcentaje de estos se fabrican para ser compatibles con gafas de visión nocturna. Se requieren filtración especial de lámparas y pinturas para esto.

En 2005, el Presidente de Aero-Tec, Charles Harbert, se propuso encontrar una máquina CNC capaz de mecanizar por lotes displays iluminados para equipos de comunicación de aeronaves a partir de acrílico fundido. Pero no eran displays ordinarios y para producirlos según especificaciones exigentes, Aero-Tec necesitaba encontrar un equipo extraordinario.

FABRICACIÓN DE INSTRUMENTOS AEROESPACIALES ILUMINADOS

Según Harbert, "Encapsulados dentro de la pieza hay dos módulos de lámpara sellados de 5 voltios – uno proporciona retroiluminación para UHF y el otro [en la parte superior] ilumina el display que se sitúa detrás de una ventana transparente. Los módulos de lámpara están filtrados para ser compatibles con gafas de visión nocturna usadas por pilotos militares… y el lettering en la parte inferior no está iluminado".

Las piezas mostradas aquí incluyen una pieza completada (menos los dos cables que salen de los terminales recesos en la parte trasera) y las otras dos piezas muestran el interior e ilustran los pasos complicados requeridos para fabricar esta pieza.

Cuando Aero-Tec encontró a DATRON Dynamics, Inc. (Milford, NH) en Internet, la esperanza de Harbert en tecnología superior se vio reforzada por un sitio web que mostraba centros de mecanizado de alta velocidad vanguardistas… y quizás más importante, un festín de características integradas que olían a una solución llave en mano real. "En particular", dijo Harbert, "me interesaba cómo la tecnología de alta velocidad de DATRON y la mesa de vacío integrada podrían impactar nuestra eficiencia y la calidad general de toda nuestra línea de productos."

De hecho, la sujeción VacuMate™ de DATRON 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 rápida y eficientemente piezas de trabajo planas en la cama de un sistema de mecanizado. Chapas finas, que antes solo podían asegurarse con gran dificultad, pueden asegurarse literalmente en segundos. Esto incluye láminas de plástico tan finas como 0,001" o chapas de aluminio hasta 0,250" de espesor. La mesa de vacío cuenta con puertos optimizados de flujo de aire, con cámaras recesadas, para proporcionar una distribución de vacío superior. Un sustrato de bajo coste, permeable al gas, sirve como difusor de vacío sacrificial, permitiendo que el cortador mecanice a través de la pieza de trabajo, sin cortar la mesa. Al colocar un solo segmento VacuMate de 18"x12" (o hasta 4 segmentos conectados para un total de 24" x 36") en la cama de la máquina, se mantiene la misma posición cada vez. Eso es porque los VacuMates están clavados usando un sistema boss-in-cavity biselado para asegurar repetibilidad de ubicación.

Según el Presidente de DATRON Dynamics, Bill King, "La mayoría de fabricantes de CNC simplemente no se involucran en la sujeción. Te venden su máquina y te dejan encontrar la forma de sujetar tus piezas una vez que llega. Bueno, DATRON toma un enfoque más holístico y considera la sujeción parte de la solución general."

Fue esta integración lo que convenció a Aero-Tec para 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 chapa de 24" x 36" de acrílico fundido de grado militar para crear la parte trasera de la pieza. Usando un QuadraMate™ (4 segmentos VacuMate conectados), el material se asegura. El palpador escanea la superficie del material para validar la posición del bruto mientras al mismo tiempo alimenta cualquier irregularidad al controlador de DATRON. Cualquier irregularidad superficial se compensa dinámicamente en los parámetros de mecanizado – sin intervención del operador y antes de que el mecanizado siquiera comience. Esto asegura que, a pesar de variaciones en el espesor, la profundidad del corte se mantenga igual. Esto es crítico para esta pieza aeroespacial y para Aero-Tec ya que mecanizan en el acrílico a cuatro milésimas de no romper el material. Después de cortar los "blancos" básicos para los instrumentos aeroespaciales, las piezas individuales se vuelven a asegurar en la ventosa de vacío para el fresado de cortes de claridad para acomodar los terminales eléctricos en la cara frontal.

Las piezas para los instrumentos aeroespaciales se retiran de la cama de la máquina y se instalan dos terminales especiales desde la cara frontal y se encapsulan en su lugar con poliéster catalizado. El exceso de material de encapsulado se lija en húmedo para dejar la cara lisa. A continuación, se instalan los ensamblajes de lámparas y el cableado asociado con especial cuidado en su posición para que la electrónica no sea cortada durante las fases subsiguientes de producción realizadas en el centro de mecanizado de alta velocidad DATRON. Luego, estos componentes se encapsulan de nuevo con poliéster para asegurarlos en su lugar.

Las piezas se colocan de nuevo en la máquina DATRON y se aseguran con el dispositivo de vacío para que todas las características detalladas que aparecen en la parte trasera puedan mecanizarse – la ventana rectangular se corta hasta el escalón. Luego, el operador voltea la pieza y la coloca en un dispositivo dedicado en una estación separada dentro del envolvente de trabajo de la máquina DATRON. Aquí, el corte pasante de la ventana se termina y se mecaniza un bisel alrededor de la apertura y se corta el hombro usando una fresa de bola. Una pinza adicional se coloca en el agujero pasante (ventana) para sujetar la pieza mientras se corta la periferia – liberando la pieza del bloque de acrílico militar.

Los displays individuales para los instrumentos aeroespaciales pasan por un proceso de pintura – negro sobre blanco. Después de la pintura, el lettering se aplica con un sistema láser de diodo bombeado que ablata la pintura negra para exponer la blanca debajo. El centro de mecanizado DATRON se usó para fabricar el dispositivo de registro requerido para el sistema láser.

Las piezas se devuelven a la máquina DATRON donde las capas de pintura negra y blanca se fresan en la pared superior de la apertura de la ventana en la parte trasera. Esto permite que la luz segura NVG se derrame sobre el display que se instalará detrás de la ventana. Finalmente, la ventana en sí (también mecanizada de acrílico fundido en el DATRON) se pega y los cables se sueldan y encapsulan. El diseño de Aero-Tec permitió que los cables entraran al final para que los operadores de la máquina DATRON no tuvieran que lidiar con ellos durante los diversos procesos de mecanizado. Harbert alaba la durabilidad de DATRON diciendo: "Realmente no puedo dar fe de la calidad del departamento de servicio de DATRON porque un año y medio en este proyecto la máquina no ha fallado una vez – así que no hemos necesitado ningún servicio… lo cual es excepcional."

Además, explica: "Es asombroso cuánto trabajo se invierte en instrumentos aeroespaciales o una pieza militar terminada. Pero, si eso es lo que nos mantiene a todos seguros, vale la pena el esfuerzo – y si la calidad de esta pieza es crítica para esa seguridad, entonces DATRON es literalmente un salvavidas."