Tanque de propelente de nave espacial personalizado para el sector aeroespacial

Sendot Technology ofrece soluciones de mecanizado personalizado para tanques de aleación de titanio de grado aeroespacial, garantizando resultados ligeros, precisos y de alta calidad para requisitos exigentes.

Vistazo general del proyecto

	Información
Industria	Aeroespacial
Producto	Tanque de propelente de nave espacial
Desafíos	Mecanizado de estructuras de paredes delgadas en forma de arco, superficies de ensamblaje con altos requisitos de planitud
Tecnología	Fresado CNC
Material	Aleación de titanio
Cantidad	2 uds
Plazo de entrega	12 días hábiles

Antecedentes del proyecto

Los tanques de propelente son un componente importante de los sistemas de propulsión de las naves espaciales. Se utilizan para almacenar y suministrar propelentes en condiciones espaciales severas. En los últimos años, los avances tecnológicos han impulsado el desarrollo de productos y sistemas innovadores en la industria aeroespacial.

Como resultado, los requisitos funcionales de los tanques de propelente se han vuelto cada vez más exigentes. Estos tanques deben construirse con materiales ligeros y duraderos, y someterse a una rigurosa validación durante la fase de desarrollo del producto para garantizar su fiabilidad y rendimiento.

Para lograr resultados de alta calidad durante el desarrollo, es esencial asociarse con un equipo de producción experimentado y competente. Recientemente, Sendot Technology produjo con éxito tanques de propelente de nave espacial especializados para el cliente. Exploremos cómo Sendot Technology apoyó la producción de este componente avanzado.

Análisis de la estructura del tanque de propelente de titanio

Antes de compartir el procesamiento de este tanque de propelente, veamos primero sus estructuras básicas. El tanque consta de dos componentes en arco de medio círculo que deben ensamblarse de forma estricta. Para garantizar la precisión del ensamblaje, la tolerancia de planitud de estos componentes se fija en unos estrictos 0,02 mm. Además, como el tanque de propelente necesita integrarse con otros equipos, las tolerancias de perfil de superficie de los arcos también son de alta precisión.

Como componente crítico del sistema de propulsión de la aeronave, el tanque de propelente debe cumplir altos requisitos de ligereza. Los diseños ligeros ayudan a reducir el peso de lanzamiento, ampliar el alcance de lanzamiento y disminuir los costos. Para lograr esto, el diseño del tanque se centró en dos aspectos clave:

• Selección del material: Se eligió la aleación de titanio, conocida por su baja densidad y ligereza, como materia prima, lo que la hace ideal para esta aplicación.
• Diseño estructural: El uso de material se minimizó diseñando las estructuras de arco central con paredes ultradelgadas, midiendo solo 0,8 mm para ambos componentes.

Esta combinación de precisión y diseño ligero garantiza que el tanque de propelente cumpla los exigentes requisitos de las aplicaciones aeroespaciales.

Soluciones de mecanizado personalizado para características clave

Con base en el análisis estructural anterior, hemos identificado los siguientes aspectos de mecanizado que requieren atención.

Mecanizado de estructuras de paredes delgadas en forma de arco

Para garantizar que el tanque de propelente pueda ensamblarse con precisión, el espesor de pared de las estructuras en forma de arco es excepcionalmente delgado, con requisitos estrictos de tolerancia de perfil de superficie. Minimizar la deformación durante el mecanizado es fundamental para lograr esta característica delgada.

Aunque el torneado CNC es ideal para estructuras circulares, hay estructuras rojas con diferentes direcciones normales en el lateral que no pueden mecanizarse mediante torneado. Además, debido a la forma de la estructura, un amarre preciso en un torno es un desafío, lo que hace del fresado CNC de esta estructura y característica la opción ideal.

Además, debemos realizar múltiples pruebas para ajustar la trayectoria de herramienta y la velocidad de corte a fin de minimizar la deformación antes del mecanizado.

Mecanizado de superficies de ensamblaje con altos requisitos de planitud

El ensamblaje preciso de los dos componentes en forma de arco es clave para la funcionalidad del tanque de propelente. Cualquier imprecisión en el ensamblaje podría comprometer las pruebas y dejar el tanque inutilizable. Por lo tanto, el requisito de planitud para estas superficies se fija en unos estrictos 0,02 mm.

Al mismo tiempo, el control de la deformación también es esencial para lograr este nivel de planitud. Si bien una rectificadora puede cumplir fácilmente el requisito de planitud, no es adecuada para mecanizar la superficie debido a la presencia de escalones elevados. En su lugar, se emplea un proceso de fresado fino en dos pasos. En el primer fresado fino se deja una demasía exacta para el siguiente paso. Luego se completa el proceso de mecanizado para lograr la planitud requerida.

Consideraciones al mecanizar aleación de titanio

La aleación de titanio, seleccionada por su alta resistencia, ligereza y resistencia a la corrosión en este proyecto, presenta varios desafíos de mecanizado debido a su baja maquinabilidad.

• Desgaste de la herramienta: La alta resistencia de corte del titanio provoca un desgaste severo de la herramienta, aumentando el riesgo de deformación. Para abordar esto, se utilizan herramientas de metal duro recubierto o cerámicas, y se optimizan los parámetros de corte, como velocidades más bajas, para mejorar la eficiencia del mecanizado al tiempo que se reduce la deformación.
• Bajo módulo de elasticidad: La baja elasticidad del titanio aumenta la probabilidad de deformación de la pieza durante el mecanizado, especialmente en estructuras de paredes delgadas o complejas. Para mitigar esto, se diseñan utillajes especializados para mejorar la fuerza de amarre y reducir la deformación inducida por el material.

Lograr una excelente calidad superficial y alta precisión

Como muestra la imagen, el tanque de propelente final se ve estupendo. Para garantizar que se cumplieran las especificaciones del cliente en cuanto a perfil de superficie y planitud, el departamento de inspección de Sendot Technology llevó a cabo una inspección cuidadosa con CMM. El informe de inspección mostró que el tanque cumple plenamente los requisitos requeridos de perfil de superficie y planitud.

Comentarios

Tras recibir el tanque de propelente de titanio, nuestro cliente realizó inspecciones secundarias, montaje de prueba y pruebas funcionales. Sus comentarios fueron positivos: el tanque de propelente de titanio de la nave espacial se veía perfecto, y las pruebas se desarrollaron sin problemas con el apoyo de Sendot Technology.

En Sendot Technology, nuestro experimentado equipo de ingeniería es experto en desarrollar soluciones de mecanizado CNC a medida para componentes de alta precisión, garantizando que cumplamos con excelencia los diversos requisitos de nuestros clientes.