Prototipado en magnesio frente a aluminio para validar un dispositivo de imagen para aeronaves SAR

Sendot Technology ofrece servicios integrales para la validación de prototipos. Descubra cómo creamos prototipos en magnesio y aluminio para ayudarle a elegir el material adecuado para el dispositivo de imagen de la aeronave SAR.

Resumen del proyecto

	Información
Sector	Drones y aeronaves
Producto	Dispositivo de imagen térmica para aeronaves SAR
Retos	Validación de distintos materiales, alto acabado superficial y tolerancia estrecha
Tecnología	Mecanizado CNC
Material	Aleación de magnesio (AZ31B); aleación de aluminio (6061-T6)
Acabado superficial	Anodizado duro y oxidación electrolítica por plasma
Cantidad	5 juegos (incluyendo 10 componentes por juego)
Plazo de entrega	12 días hábiles

Sobre el proyecto

Con el crecimiento del transporte marítimo y la pesca, la demanda de búsqueda y rescate marítimo (SAR) ha aumentado de forma constante, lo que ha llevado al desarrollo de aeronaves SAR especializadas. Estas aeronaves están equipadas con radares avanzados y dispositivos de imagen térmica, capaces de detectar objetos en condiciones de baja visibilidad.

El equipo de imagen térmica mejoró notablemente la eficiencia del SAR y redujo las falsas alarmas. Hoy presentaremos prototipos en dos materiales diferentes de un dispositivo de inspección por imagen térmica para aeronaves SAR marítimas. Nuestro cliente esperaba optimizar el prototipado explorando diferentes materiales y procesos para encontrar la mejor solución para una futura producción de bajo volumen. ¡Veamos cómo Sendot Technology apoyó esta validación de prototipos!

Cumplir diversas necesidades de validación en la fase de prototipo

Validar los prototipos es esencial antes de la producción a gran escala, ya que ayuda a determinar los materiales, tratamientos superficiales y soluciones de procesamiento más adecuados. Dado el uso del dispositivo en entornos marítimos húmedos, la validación clave incluye la construcción ligera, la alta resistencia y la resistencia a la corrosión.

1. Validación de material: magnesio frente a aluminio

El cliente exigió que el peso de los componentes se controlara estrictamente, con un peso máximo de 30 g por pieza, buscando que fuera lo más ligero posible. Para este proyecto, Sendot Technology propuso dos aleaciones metálicas. La aleación de magnesio (AZ31B), con una densidad de solo 1,8 g/cm³, es un material ligero ideal para aplicaciones aeroespaciales, pero carece de la resistencia y la resistencia a la corrosión de la aleación de aluminio (6061-T6).

Por el contrario, la aleación de aluminio (6061-T6) ofrece alta resistencia y resistencia a la corrosión, pero es más pesada. Por lo tanto, debíamos determinar cuál es el mejor material para este dispositivo mediante la validación de prototipos entre estas dos aleaciones.

2. Validación del tratamiento superficial

Los componentes del dispositivo de imagen térmica para aeronaves de búsqueda y rescate marítimo se utilizan en entornos húmedos. Requieren una alta resistencia a la corrosión. Considerando las propiedades de ambos materiales, es necesario un tratamiento superficial para mejorar la resistencia a la corrosión. También es una consideración importante durante la fase de producción del prototipo.

El cliente también solicitó que sería mejor si Sendot Technology pudiera ofrecer sugerencias para el tratamiento superficial de los distintos materiales. Basándonos en nuestra experiencia, recomendamos los tratamientos superficiales óptimos para la aleación de aluminio (6061-T6) y la aleación de magnesio (AZ31B).

2.1 Anodizado duro para aluminio 6061-T6

Para la aleación de aluminio (6061-T6), recomendamos el anodizado duro, que forma una capa protectora más gruesa que el anodizado estándar y mejora notablemente la resistencia a la corrosión. Sin embargo, dados los requisitos de precisión, una capa excesivamente gruesa (≥25 μm) podría afectar a las tolerancias de la pieza, por lo que debíamos controlar cuidadosamente el espesor del recubrimiento para lograr una protección y precisión óptimas.

2.2 Oxidación electrolítica por plasma para magnesio AZ31B

La aleación de magnesio (AZ31B) es más propensa a la corrosión que el aluminio, lo que hace de la oxidación electrolítica por plasma un tratamiento ideal. Este proceso mejora la difusividad térmica, el aislamiento eléctrico, la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión, convirtiéndolo en la opción ideal para mejorar la durabilidad de las piezas de aleación de magnesio (AZ31B) en condiciones marítimas adversas.

Análisis de los retos de procesamiento

Los retos de mecanizado de estas validaciones de prototipos se dividen principalmente en dos aspectos: uno es cómo desarrollar diferentes rutas de mecanizado para distintos materiales; el otro es el mecanizado de estructuras complejas con alta precisión.

1. Desarrollo del proceso para distintos materiales

Desarrollar la ruta de mecanizado adecuada para cada material antes de la producción es importante. La aleación de aluminio 6061-T6 tiene excelentes propiedades de mecanizado que permiten mecanizar los componentes con precisión y rapidez.

Sin embargo, la aleación de magnesio (AZ31B) es más difícil de mecanizar debido a sus propiedades reactivas. El calor generado durante el mecanizado puede inflamar las virutas de magnesio, lo que supone un riesgo de incendio. Debemos ajustar cuidadosamente el avance de la herramienta para reducir el calor de la herramienta y minimizar la posibilidad de ignición de las virutas.

2. Análisis de los retos de mecanizado

Para mostrar mejor los puntos de mecanizado de los componentes, en este apartado presentaremos las consideraciones de mecanizado de uno de los componentes principales. Desempeña un papel de transmisión en el funcionamiento de los dispositivos de imagen térmica para aeronaves de búsqueda y rescate marítimo.

2.1 Estructura de la pieza

En primer lugar, los planos 3D muestran que esta pieza tiene un tamaño muy pequeño y dos grandes roscas exteriores de M28. El diámetro máximo es de solo 32,4 mm. Y hay muchos pequeños escalones en la superficie exterior. Además, el requisito de rugosidad superficial para toda la estructura exterior es muy alto. En segundo lugar, hay una gran cavidad en el interior del componente con forma de grande arriba y pequeña abajo. Es difícil de mecanizar con herramientas de corte ordinarias.

2.2 Consideraciones de mecanizado

Basándonos en el análisis previo de la estructura de la pieza del dispositivo de imagen térmica y sus requisitos de tolerancia, deben centrarse varios aspectos clave del mecanizado.

2.2.1 Requisitos de alto acabado superficial y tolerancia estrecha para estructuras exteriores

El plano especifica altas exigencias de precisión para la rugosidad superficial y las tolerancias geométricas, con un requisito general de acabado superficial de Ra 0,4 μm y una tolerancia de 0,02 mm para perpendicularidad, paralelismo y excentricidad (runout). El torneado CNC es ideal para lograr este nivel de precisión, ya que es más estable que el fresado CNC y puede cumplir estas exigentes especificaciones. En el proceso de torneado, utilizamos herramientas de corte monocristalinas para las superficies exteriores y las grandes roscas exteriores, garantizando tanto la precisión de mecanizado como un acabado superficial superior de Ra 0,4 μm.

2.2.2 Mecanizado de estructuras interiores irregulares

La cavidad interna presenta una estructura cónica, especificada con una rugosidad superficial de Ra 0,4 μm. También se utilizará torneado CNC para esta cavidad, pero debido a su forma única, es necesaria una herramienta de corte personalizada para lograr la precisión y la calidad superficial requeridas.

Inspección

Además del componente principal, las demás piezas del dispositivo de imagen térmica también requieren tolerancias geométricas estrechas. Para garantizar la precisión de la inspección de estos pequeños componentes, utilizamos una máquina de medición por coordenadas (MMC), capaz de medir tolerancias estrictas de hasta 0,002 mm. Esto garantiza que todos los datos de inspección cumplan los estándares de calidad para los dispositivos de imagen térmica de las aeronaves de búsqueda y rescate marítimo.

Sendot Technology es su taller integral para el prototipado

Como fabricante profesional de prototipado rápido, Sendot Technology cuenta con un equipo experto para ofrecer servicios de mecanizado integrales, incluida la selección de materiales, el tratamiento superficial y la validación con coste optimizado para sus prototipos, garantizando el mejor soporte a medida que avanza hacia la producción de bajo volumen.