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Application du panneau d'avion dans les avions

Nombre Parcourir:200     auteur:Julong     publier Temps: 2023-06-26      origine:aluminum panel systems manufacturer

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Application du panneau d'avion dans les avions

L'aluminium aérospatial est un type d'alliage d'aluminium déformé à très haute résistance qui est de plus en plus utilisé dans le secteur de l'aviation.L'alliage d'aluminium pour l'aviation a des normes plus élevées en matière de résistance, de dureté, de ténacité, de résistance à la fatigue et de plasticité que l'alliage d'aluminium ordinaire.La plaque aérospatiale a des qualités mécaniques et de traitement améliorées, une bonne plasticité après traitement en solution, un fort effet de renforcement du traitement thermique et une résistance et une ténacité élevées, ce qui en fait un matériau parfait pour la construction aéronautique.


Les alliages d'aluminium aérospatiaux présentent les caractéristiques suivantes : grande taille et monolithique, parois minces et légères, précision de la taille de la section et de la tolérance de forme, uniformité et qualité de l'organisation et des performances.Les alliages d'aluminium aérospatiaux sont classés comme alliages d'aluminium à haute résistance, alliages d'aluminium résistants à la chaleur et alliages d'aluminium résistants à la corrosion en fonction des conditions et des pièces de l'avion.Les alliages d'aluminium à haute résistance sont de plus en plus couramment utilisés dans les sections de fuselage des avions, les compartiments moteurs, les sièges, les systèmes de manœuvre, etc.


Une autre caractéristique est qu'il est difficile à souder.Compte tenu de la difficulté de soudage de l'alliage d'aluminium, la fabrication de pièces structurelles intégrales par déformation à chaud de panneaux d'avion sera donc une tendance de développement majeure dans le futur.


Application du panneau d'avion

Panneau d'avion est principalement un alliage d'aluminium déformé qui peut être traité thermiquement, tel que l'alliage d'aluminium des séries 2000 et 7000.


L'alliage d'aluminium de la série 2000 représente 2024, 2A16 (LY16), 2A02 (LY6).L'alliage d'aluminium de la série 7000 représente 7075 contient principalement un élément de zinc, appartient également à la série aéronautique, c'est un alliage aluminium-magnésium-zinc-cuivre, c'est un alliage traitable thermiquement, appartient à un alliage d'aluminium super dur, a une bonne résistance à l'usure, a également une bonne soudabilité , mais la résistance à la corrosion est faible.Le panneau d'avion 2024 est utilisé dans les applications nécessitant des occasions de haute résistance et de dureté (y compris à haute température), telles que les avions lourds, les pièces forgées, les plaques épaisses et les matériaux d'extrusion, les roues et les composants structurels, les fusées à plusieurs étages penchées vers l'avant, les pièces de réservoir de carburant et de vaisseau spatial, camion le cadre et les pièces du système de suspension.


Il est rapporté que le vaisseau spatial dans les airs, avec chaque réduction de 1 kg, ses coûts de lancement permettront d'économiser environ 20 000 $, de sorte que la structure de la réduction de poids dans le domaine de l'espace peut être décrite comme 'gram count'.Si le poids de l'avion de chasse est réduit de 15 %, il peut raccourcir la distance de plané de l'avion de 15 %, augmenter la portée de 20 % et améliorer la charge utile de 30 %.Par conséquent, les pays du monde entier attachent une grande importance au développement et au développement de matériaux structurels légers pour l'aérospatiale.


Avec les avantages uniques d'une faible densité, d'une résistance modérée, d'un traitement et d'un formage faciles, d'une forte résistance à la corrosion, de ressources abondantes et d'une recyclabilité élevée, les panneaux aérospatiaux ont retenu l'attention de toutes les parties et sont largement utilisés dans le domaine aérospatial.


À l'heure actuelle, la peau, les poutres, les nervures, les fermes, les cadres d'espacement et les trains d'atterrissage des avions peuvent être en alliage d'aluminium, et la cabine de l'équipage, le fuselage avant, le fuselage central, le fuselage arrière, la drogue, les volets, les ailerons élévateurs et la queue horizontale de la navette spatiale peuvent tous être en alliage d'aluminium.La quantité d'aluminium utilisée dans un avion varie en fonction de l'application.Par exemple, l'alliage d'aluminium utilisé dans les avions de passagers Boeing 767 représente 81 % du poids de la structure de la cellule.


À l'heure actuelle, les matériaux en alliage d'aluminium appliqués dans les avions civils de l'aviation comprennent principalement des pièces moulées en alliage d'aluminium, des pièces forgées en alliage d'aluminium, des profilés d'extrusion en alliage d'aluminium à grande section, des plaques épaisses en alliage d'aluminium, un alliage aluminium-lithium, etc.


Les exigences de production de gros avions en Chine poussent fortement la demande de matériaux en alliage d'aluminium, en particulier de matériaux pour panneaux d'aviation.Le gros avion de passagers C919 a déjà reçu plus de 500 commandes de plus de 20 compagnies aériennes nationales et internationales, et l'ARJ21-700 a également reçu plus de 200 commandes.D'ici 2018, plus de 30 % des matériaux en alliage d'aluminium utilisés dans les avions de ligne régionaux ARJ21 et les gros porteurs C919 seront fabriqués aux États-Unis, selon la proposition.En outre, la demande croissante de matériaux en alliage d'aluminium pour les gros avions chinois a accéléré la croissance de la R&D des panneaux d'aviation et de la chaîne de l'industrie de l'échelle en Chine.


Comment réaliser les composants monolithiques en alliage d'aluminium

Au lieu de la structure d'épissage typique, le composant intégral de l'alliage d'aluminium fait référence à une nouvelle structure composée d'énormes composants fabriqués à partir de billettes pleines.Les deux principaux types de matériaux de billettes pour les pièces structurelles monolithiques en alliage d'aluminium sont les pièces matricées et les plaques pré-étirées.Les plaques pré-étirées sont devenues de plus en plus populaires pour les profilés en alliage d'aluminium de pièces structurelles intégrales de type plan, de plaques, de cadres, de nervures et de poutres à mesure que les niveaux de fabrication des dalles métalliques se sont améliorés.Les plaques pré-étirées sont utilisées pour minimiser et homogénéiser la condition de contrainte interne inhérente en pré-déformant le matériau vierge sur une machine d'étirage de plaque particulière avec une quantité limitée de déformation plastique.Cependant, pendant tout le processus, en plus de l'influence du matériau et des caractéristiques structurelles de la pièce, les changements de température, les contraintes résiduelles initiales dans l'ébauche et le processus de coupe peuvent affecter le traitement de l'ensemble de la pièce.


Par conséquent, dans la fabrication de composants monolithiques de plaques aérospatiales, le système de prédiction de déformation de composant structurel monolithique développé est utilisé pour compléter la prédiction de la déformation de traitement de fraisage de la pièce pour une pièce brute spécifique et un processus d'usinage ;les principales formes et causes de déformation de la pièce sont analysées en conjonction avec les caractéristiques structurelles de la pièce ;un système de simulation est utilisé dans l'ingénierie d'usinage, et les données de résultat calculées par le système de simulation sont directement transférées dans le module d'optimisation, et en établissant le modèle mathématique pertinent, les paramètres de processus existants sont automatiquement optimisés pour réaliser le contrôle en temps réel de Usinage CNC et terminer l'usinage de l'ensemble du composant.


Le dilemme auquel est confrontée l'industrie des alliages d'aluminium pour l'aviation

En ce qui concerne l'industrie nationale, la plupart des entreprises sont concentrées dans les tronçons moyens et inférieurs, et seules les grandes entreprises telles que Aluminium Corporation of China et Nanshan Aluminium sont impliquées dans la production de bauxite et d'alumine dans l'industrie en amont, et il y a plus d'entreprises cotées en bourse dans la production d'aluminium primaire et la transformation de l'aluminium.


Le processus de production d'aluminium primaire nécessite du minerai de bauxite, un total de 28,3 milliards de tonnes dans le monde, principalement concentré en Guinée, en Australie et au Brésil, les réserves combinées représentent 57% du monde et la distribution des produits est principalement concentrée en Australie, Chine, et le Brésil, la production combinée représente 61 % du monde.


La quantité totale de bauxite en Chine est d'environ 735 millions de tonnes, concentrées dans les 4 provinces (régions) du Shanxi, du Guizhou, du Henan et du Guangxi, représentant environ 90,9% des réserves nationales totales.Les réserves des 15 autres provinces, régions autonomes et municipalités relevant directement du gouvernement central avec du minerai de bauxite ne représentent ensemble que 9,1% des réserves totales du pays.


Outre la répartition concentrée du minerai de bauxite en Chine, il existe principalement des gisements de grande et moyenne taille.Il existe 31 grands gisements avec des réserves supérieures à 20 millions de tonnes, et leurs réserves représentent 49% des réserves totales du pays;il existe 83 gisements de taille moyenne avec des réserves comprises entre 20 millions de tonnes et 5 millions de tonnes, et leurs réserves représentent 37% des réserves totales du pays, et le nombre total de gisements de grande et moyenne taille représente 86%.


Face à la baisse progressive de l'autosuffisance en minerai de bauxite de la Chine, l'avenir de la dépendance de la Chine en minerai de bauxite vis-à-vis des importations est une tendance majeure, les entreprises chinoises doivent de toute urgence augmenter l'exploitation minière interne, les efforts de prospection, ainsi que d'accélérer le rythme de l'acquisition de mines à l'étranger, pour protéger l'approvisionnement futur en matières premières.L'écart d'approvisionnement en alumine de la Chine n'est pas important, le marché a eu tendance à saturer, sur la prémisse d'un approvisionnement suffisant en bauxite, pleinement en mesure de protéger les besoins de production d'aluminium primaire.


Depuis 2008, affectée par la crise financière, le taux d'utilisation de la capacité d'aluminium primaire de la Chine a diminué, d'où la lenteur de la croissance de la production.Poussées par la demande nationale d'investissement en 2009, les capacités de production inutilisées en 2010 ont repris la production, et la production a également augmenté de manière significative de 24,4 %.Ces dernières années, dans le contexte de la conservation de l'énergie et de la réduction des émissions, le pays a mis en œuvre une politique de limitation de l'électricité et de la production dans l'industrie de l'aluminium électrolytique, et le taux de croissance de la production d'aluminium primaire a ralenti.La consommation d'aluminium primaire est affectée par l'environnement économique et les politiques nationales, et le taux de croissance montre la même tendance de changement que la production, et le taux de croissance ralentit.


La chaîne industrielle en aval des panneaux d'avions est principalement le traitement et l'utilisation de l'alliage d'aluminium.Le panneau d'avion est principalement un alliage d'aluminium déformé qui peut être traité thermiquement et renforcé.Par conséquent, le traitement en aval des panneaux d'avion est particulièrement important.


Le domaine d'application en aval du matériau de traitement des panneaux d'avion est très large et a une relation étroite avec l'industrie, le transport et l'amélioration du niveau de consommation.Les pièces forgées, les plaques laminées et autres profilés en aluminium sont les types d'alliages d'aluminium les plus couramment utilisés dans l'aviation.L'industrie du transport, en particulier la construction d'avions et de missiles dans les domaines de l'aérospatiale et de la défense nationale, est la principale demande en aval d'aluminium pour l'aviation.


Avec le développement de la grande industrie aéronautique et du secteur du transport ferroviaire en Chine ces dernières années, l'industrie de transformation en aval des panneaux d'avion est entrée dans une phase de développement rapide et la consommation de profilés en aluminium pour l'aviation en Chine est restée forte.