面臨的挑戰

在波音777上，復合材料的應用包括水平尾翼和垂尾。 用復合材料制造這些大型結構部件提出了幾個挑戰。 777 的水平安定面幾乎等于 737 機翼的面積。

由于刳刨機對零件施加了很大的機械力，因此需要大量的固定裝置。 機械切割器會導致復合材料邊緣磨損，從而增加制造成本并減慢生產速度。

制造商在使用刳刨機加工復合材料時會遇到許多其他問題。 這些問題包括：切割速度慢、切割通常需要兩到三遍才能完成、粗糙的邊緣需要二次操作才能獲得高質量的成品邊緣以及機器產生的過多灰塵和噪音。

由于刳刨機對零件施加了很大的機械力，因此需要大量的固定裝置。 機械切割器會導致復合材料邊緣磨損，從而增加制造成本并減慢生產速度。

制造商在使用刳刨機加工復合材料時會遇到許多其他問題。 這些問題包括：切割速度慢、切割通常需要兩到三遍才能完成、粗糙的邊緣需要二次操作才能獲得高質量的成品邊緣以及機器產生的過多灰塵和噪音。

解決方案

波音公司選擇使用 Flow International Corporation 制造的超高壓磨料水刀系統加工石墨/環氧樹脂部件。

Flow 的技術使用超高壓增壓泵，可將水加壓至 87,000 psi，并通過直徑通常在 0.003 英寸至 0.014 英寸之間的小噴嘴將水壓出。 這會產生速度高達每秒 3,000 英尺的高速水刀。 獲得的“Paser”系統將石榴石磨料夾帶到水刀流中。

波音公司選擇的系統是一個 6 軸龍門機器人，由一個 20XWD 雙增壓泵和一個專門設計的 Paser 切割頭提供動力。 該系統的工作范圍在 X、Y 和 Z 軸上分別為 50 英尺乘 8 英尺乘 3 英尺。

結果

磨料水刀加工已被證明是波音切割復合材料的工具。 作為一種非接觸式切割技術，加砂水刀可限度地減少零件上的機械力。 由于沒有這些機械力，波音公司的夾具要求保持在限度。

波音公司通過消除工具和減少設置時間實現了大量的成本節約。 磨料水刀的可調 Z 軸使波音公司能夠使用一臺機器切割六個不同的蒙皮面板和六個不同的翼梁，并使用一個通用夾具來固定零件。

波音實現的其他好處包括由于消除了空氣中的灰塵和降低了噪音而帶來的更安全的工作環境、由于提高了精度和更好的成品邊緣質量而加快了生產速度和提高了零件質量。

Flow 的 Paser 超高壓磨料水刀系統可提高復合材料制造商的生產率并降低加工成本。 磨料水刀切割消除了傳統加工復合材料方法所固有的許多問題，例如反作用機械力、邊緣分層和空氣中的灰塵。

好處

■ 消除空氣中的灰塵，因為超音速水射流將切口材料拉入位于切割臺下方的收集器中

■ 與路由器相比噪音更低

■ 提高切割速度

■ 更高質量的零件，因為磨料水射流一次切割，材料成分和微觀結構不受干擾

■ 提高準確性

■ 形狀切割功能，包括半徑為 0.020 英寸的內角

■ 成品邊緣質量，無需二次精加工

■ 最小化工具