Mecanizado CNC: Transformando la Producción Militar y de Defensa

Como importante fuente de ingresos de fabricación, las industrias de defensa y militares dependen de tecnologías muy flexibles, rentables y fiables. Con el gasto global en defensa esperado a crecer a una CAGR de aproximadamente 3% en el período 2019-2023, alcanzando 2,1 billones USD para 2023, también invierten fuertemente en soluciones de mecanizado moderno en varios sectores de su flujo de trabajo.

Los requisitos generales del equipo militar pueden variar enormemente, pero algunas cosas se aplican universalmente. En general, el equipo de grado militar necesita ser robusto, rígido y funcionar bien en terrenos hostiles. Gran parte del equipo grande es metálico y requiere piezas metálicas, pero también hay lugar para suministros médicos (que deben ser aprobados por autoridades militares, la FDA o regulaciones gubernamentales según la región).

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

Aquí hay algunas formas en que la industria de defensa implementa máquinas CNC y cómo aportan algo único:

Aplicaciones Aeroespaciales

Uno de los principales usuarios de tecnologías de fabricación CNC es Lockheed Martin. No solo es Lockheed Martin probablemente el nombre más grande en fabricación de defensa, sino también la tercera mayor empresa aeroespacial del mundo, detrás de Boeing y Airbus. Sin embargo, la empresa tiene necesidades ligeramente diferentes de las otras dos, ya que tiene un enfoque mucho mayor en defensa. Aquí es donde las tecnologías de mecanizado de precisión entran en juego, proporcionando gran precisión de piezas, fiabilidad del proceso y ahorro de costes.

Aunque las máquinas CNC se han usado en aplicaciones militares desde su inicio, los fresadores y taladros modernos ofrecen algo único que la mayoría de otras tecnologías de fabricación no pueden igualar. La precisión sola permite aplicaciones militares mucho más novedosas. Las pieles compuestas del F-35, por ejemplo, se fresan y taladran con tolerancias tan cerradas que la superficie ensamblada del avión evita los desajustes que pueden aparecer en un radar.

En el caso del F-35, los fabricantes usan una fresadora de cinco ejes con pórtico superior, que proporciona amplia potencia para sus operaciones de mecanizado de precisión en las pieles compuestas de la aeronave. También gestiona piezas complejas de plástico reforzado con fibra de carbono junto con los fijadores de vacío de aluminio que sostienen la pieza durante la fabricación. Una sola máquina taladra numerosos tipos de piezas para todas las secciones de la aeronave y para el proceso de fabricación en sí.

De forma similar, Northrop Grumman es otro contratista de defensa aeroespacial que encuentra en las máquinas CNC la mejor forma de alcanzar sus objetivos. Tienen una asociación duradera con el conglomerado de fabricación de clase mundial Siemens para usar sus sistemas y han invertido mucho dinero en desarrollar nuevas tecnologías para su propio uso. La investigación de Northrop Grumman ha indicado que las principales categorías que una máquina CNC necesita cumplir (para aplicaciones de defensa) son diseño robusto de máquina, repetibilidad de herramienta de máquina, capacidad de respuesta de herramienta de máquina, estabilidad de temperatura ambiental y cimentación estable de máquina.

La planta de Hawthorne de Northrop Grumman usa dos fresadoras verticales CNC Cincinnati de 5 ejes con pórtico doble y fijación CNC ajustable para evitar costes de construcción y configuración de herramientas duras. Tres camas ajustables de nuevos Fijadores Universales POGO (UHFs) reducen los tiempos de configuración en aproximadamente dos tercios en operaciones de recorte y taladrado en más de 100 piezas diferentes de piel de fuselaje. Estos sistemas son una parte crucial para acelerar sus operaciones y trabajan junto a las máquinas NC en su arsenal.

General Atomics también ha sido un entusiasta defensor del mecanizado CNC (entre muchas otras tecnologías) en su desarrollo de aeronaves. Su trabajo con la aeronave Predator es un gran ejemplo. Sirve como aeronave totalmente compuesta, colocada a mano en una de sus instalaciones de fabricación al sur de Rancho Bernardo, Calif., usando principalmente preimpregnados de carbono/epoxi, y curada en autoclave. Los materiales preimpregnados se cortan en una máquina computarizada de corte y kitting y el corte de núcleo se hace en una máquina de corte CNC de 5 ejes.

Desarrollo de Armas

Máquinas CNC de 4 ejes se usaron para desarrollar misiles Tomahawk ya en la Guerra del Golfo. Esta tendencia solo se ha profundizado a medida que avanza la tecnología, incorporando 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 misiles como el Tomahawk requieren sistemas grandes y pesados que también necesitan trabajar con materiales bastante potentes, ya que estas armas a menudo deben resistir viajes en barco e incluso condiciones submarinas.

Para desarrollar estos, Raytheon usa un robot FANUC de seis ejes. Esto permite a un solo departamento fabricar el misil crucero de 20 pies completo 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 la menor mano de obra manual posible es un beneficio masivo para la empresa. Usar ensamblaje robótico no es solo más barato, rápido y preciso, sino también activamente más seguro.

Pequeños componentes para misiles y vehículos se desarrollan constantemente usando tecnologías de mecanizado multi-eje. Componentes de helicóptero como platos ciclóricos rotativos y estacionarios, cubos de rotor principal y de cola y mangas de rotor principal se desarrollan con máquinas CNC en las instalaciones de Sikorsky, por ejemplo.

Incluso vehículos como el Hummer H2 usan múltiples componentes que son fresados. Un buen ejemplo es la parrilla frontal, usando acero de alta tolerancia y aluminio. Estos son mucho más rápidos de fabricar y ensamblar gracias a las ventajas únicas del mecanizado CNC.

Sistemas de Detección y Tecnología Radar

Los sistemas de detección y dispositivos de comunicación son siempre necesarios para instalaciones de defensa y militares. Como tal, proporcionarlos y mantenerlos siempre ha sido competencia de lo último en tecnologías de fabricación. Esta es otra área donde el mecanizado CNC puede sobresalir cuando se usa como baluarte para las necesidades operativas del ejército.

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

Incluso aparte de estos sistemas de detección, sus carcasas también son mecanizadas y fresadas. Tener alta resistencia se vuelve especialmente necesario ya que a menudo tienen que ser parte de vehículos militares que irán a altas velocidades o necesitarán resistir un gran grado de desgaste. Los radares pueden consistir en múltiples metales y aleaciones, así que cualquier máquina CNC que los maneje tiene que aportar una buena dosis de versatilidad.