面临的挑战

在波音777上，复合材料的应用包括水平尾翼和垂尾。 用复合材料制造这些大型结构部件提出了几个挑战。 777 的水平安定面几乎等于 737 机翼的面积。

由于刳刨机对零件施加了很大的机械力，因此需要大量的固定装置。 机械切割器会导致复合材料边缘磨损，从而增加制造成本并减慢生产速度。

制造商在使用刳刨机加工复合材料时会遇到许多其他问题。 这些问题包括：切割速度慢、切割通常需要两到三遍才能完成、粗糙的边缘需要二次操作才能获得高质量的成品边缘以及机器产生的过多灰尘和噪音。

由于刳刨机对零件施加了很大的机械力，因此需要大量的固定装置。 机械切割器会导致复合材料边缘磨损，从而增加制造成本并减慢生产速度。

制造商在使用刳刨机加工复合材料时会遇到许多其他问题。 这些问题包括：切割速度慢、切割通常需要两到三遍才能完成、粗糙的边缘需要二次操作才能获得高质量的成品边缘以及机器产生的过多灰尘和噪音。

解决方案

波音公司选择使用 Flow International Corporation 制造的超高压磨料水刀系统加工石墨/环氧树脂部件。

Flow 的技术使用超高压增压泵，可将水加压至 87,000 psi，并通过直径通常在 0.003 英寸至 0.014 英寸之间的小喷嘴将水压出。 这会产生速度高达每秒 3,000 英尺的高速水刀。 获得专利的“Paser”系统将石榴石磨料夹带到水刀流中。

波音公司选择的系统是一个 6 轴龙门机器人，由一个 20XWD 双增压泵和一个专门设计的 Paser 切割头提供动力。 该系统的工作范围在 X、Y 和 Z 轴上分别为 50 英尺乘 8 英尺乘 3 英尺。

结果

磨料水刀加工已被证明是波音切割复合材料的绝佳工具。 作为一种非接触式切割技术，加砂水刀可最大限度地减少零件上的机械力。 由于没有这些机械力，波音公司的夹具要求保持在最低限度。

波音公司通过消除工具和减少设置时间实现了大量的成本节约。 磨料水刀的可调 Z 轴使波音公司能够使用一台机器切割六个不同的蒙皮面板和六个不同的翼梁，并使用一个通用夹具来固定零件。

波音实现的其他好处包括由于消除了空气中的灰尘和降低了噪音而带来的更安全的工作环境、由于提高了精度和更好的成品边缘质量而加快了生产速度和提高了零件质量。

Flow 的 Paser 超高压磨料水刀系统可提高复合材料制造商的生产率并降低加工成本。 磨料水刀切割消除了传统加工复合材料方法所固有的许多问题，例如反作用机械力、边缘分层和空气中的灰尘。

好处

■ 消除空气中的灰尘，因为超音速水射流将切口材料拉入位于切割台下方的收集器中

■ 与路由器相比噪音更低

■ 提高切割速度

■ 更高质量的零件，因为磨料水射流一次切割，材料成分和微观结构不受干扰

■ 提高准确性

■ 全方位形状切割功能，包括半径为 0.020 英寸的内角

■ 成品边缘质量，无需二次精加工

■ 最小化工具