Çin'in Havacılık İnce Duvarlı Parça Üretimindeki Atılımı: Ayna Frezeleme Teknolojisi Geleceği Şekillendiriyor

Oluşturuldu 2025.08.22

Neden Daha Hafif Daha İyidir

Havacılık mühendisliğinde, ağırlık azaltma doğrudan performansla bağlantılıdır. Daha hafif bir hava aracı, bir uçağın daha uzağa uçmasını, daha fazla yük taşımasını ve daha az yakıt tüketmesini sağlar. Roketler için, yapıda tasarruf edilen her kilogram, yörüngeye ek yük olarak teslim edilir. Ancak bunu mümkün kılan bileşenler—büyük kavisli uçak gövde kaplamaları ve roket tank tabanları—aerodinamik hassasiyeti korurken aşırı streslere dayanmak zorundadır.

On yıllar boyunca, üreticiler kimyasal frezelemeye güvendi. Bu süreç, yaygın olarak kullanılsa da, önemli zorluklar getirdi: düşük hassasiyet, düzensiz duvar kalınlığı, ağır çevresel kirlilik ve alüminyum-lityum alaşımları gibi yeni malzemelere sınırlı uygulanabilirlik. Yeni nesil programlar daha yüksek dayanıklılık-ağırlık oranları talep ettikçe, kimyasal frezeleme bir çözüm değil, engel haline geldi.

Ayna frezeleme teknolojisinin ortaya çıkışı—çift beş eksenli işleme yöntemi—şimdi ince duvarlı havacılık bileşenlerinin nasıl üretileceğini yeniden tanımladı. Çin'in son on yıldaki sürekli araştırma çabaları, bu bir zamanlar ithalata bağımlı olan süreci yerli yenilik ve büyük ölçekli uygulama alanına taşımıştır.

Geleneksel Süreçlerin Darboğazını Aşmak

Uçak kaplamaları, ultra hafif yapı ile uzun yorgunluk ömrünü birleştirmelidir, roket tank tabanları ise hem itici basınca hem de fırlatma sırasında meydana gelen muazzam kuvvetlere dayanmalıdır. Geleneksel kimyasal aşındırma (kimyasal frezeleme) birkaç doğuştan zayıflığa sahiptir:

Düşük işleme hassasiyeti

ve ve eşit kalınlığı korumada zorluk

Çevresel etki

, yüksek kimyasal atık ve kirlilik ile

Elle bağlılık

, ölçek ve tutarlılığı zorlaştırıyor

Gelişmiş alaşımlarla uyumsuzluk

alüminyum-lityum

Düzensiz duvar kalınlığını ortadan kaldırma yeteneği yok

büyük çaplı parçalarda

Bu sorunlar, hem uçak hem de uzay aracı performansındaki iyileştirmeleri sınırlayarak ciddi bir darboğaz haline geldi.

Çin'in Atılımı: Çift Beş Eksenli Ayna Frezeleme

Ayna frezeleme, beş eksenli işleme için genellikle "taç mücevheri" olarak kabul edilir. Süreç, ayna görüntüsünde çalışan iki freze kafasının -bir kesme kafası ve bir destek kafası- senkronize hareketini içerir. Duvar kalınlığının gerçek zamanlı ölçümü ve adaptif destek, zayıf, ince duvarlı parçaların deformasyonunu önler.

On yıllardır, bu teknoloji Dufieux (Fransa) ve M.Torres (İspanya) gibi Avrupa tedarikçileri tarafından tekel altına alındı. Tek bir 12 metrelik makine bir zamanlar 110 milyon RMB'nin (15 milyon USD) üzerinde bir fiyata satılıyordu ve genellikle temel teknolojinin transferini yasaklayan kısıtlayıcı sözleşmelerle satılıyordu.

Çin'in yanıtı on yıl süren ulusal bir çabaydı. Şanghay Jiao Tong Üniversitesi, Topplus CNC, COMAC, AVIC Xi'an Uçak, ve Tianjin Roket Üretimi'ni içeren bir konsorsiyum, tam zincir boyunca -teori, teknoloji, süreçler ve ekipman- bir dizi atılım gerçekleştirdi. Ana başarılar şunları içeriyordu:

Büyük esnek yüzeyler için hassas işleme tekniklerinin geliştirilmesi
Dünyanın inşası

ilk dikey çift beş eksenli ayna freze makinesi

Dünyanın yaratılışı

en büyük yatay çift beş eksenli ayna freze sistemi

Yeni süreçler için

uçak kaplamaları ve entegre roket tankı tabanları

Bu ilerlemeler, Y-20 nakliye uçağı, C919 yolcu uçağı, Çin'in mürettebatlı uzay programı ve ay görevleri için 5 metre sınıfı entegre tank tabanı gibi büyük programlara başarıyla uygulanmıştır.

İlk Teslimatlar: Küresel İlk Üçte Yer Alma

2017 yılında, Şanghay Jiao Tong Üniversitesi ve Şanghay Topplus CNC, Çin'in ilk yerli üretilen ayna freze makinesini teslim etti ve uzun süredir var olan bir boşluğu doldurdu. Bu, Çin'i Fransa ve İspanya'nın ardından bu teknolojiyi ustaca kullanan dünyadaki üçüncü ülke konumuna getirdi.

Sistem, ultra-ince yapılar için sönümleme desteği, çevrimiçi duvar kalınlığı ölçümü ve telafi, ve makine dinamik doğruluğu artırımı gibi önemli teknik engelleri aştı. Roket tank bölümlerine uygulandığında, duvar kalınlığı toleransı kimyasal frezelemeye kıyasla beş kat iyileşti.

Bu atılım, Çin Sanayi ve Bilgi Teknolojileri Bakanlığı tarafından "Büyük Ekipman Başarılarında Beş Yıllık İlerleme" programının bir parçası olarak tanındı.

Kapasiteleri Genişletme: 3 Metreden 5 Meteğe

“Devasa Yumurta Kabuğunu” Fethetmek

Araştırma ekipleri, tek eğrili yapılardan çift eğrili yapılara ayna freze uygulamalarını genişleterek 3 metre sınıfında dikey çift beş eksenli bir makine geliştirdi. Tianjin'de, yalnızca 1 mm duvar kalınlığına sahip 3.35 metre roket tankı tabanını başarıyla frezelediler ve 3350:1'lik bir çap-kalınlık oranı elde ettiler.

Aşırı zayıf rijitliği aşmak için—“dev bir yumurta kabuğu” işleme benzetilen—mühendisler lazer tarama, otomatik kalınlık telafisi ve dijital deformasyon kontrolü tanıttı. Bu, belirgin şekilde daha kısa döngü süreleri ile hassas, yeşil üretimi mümkün kıldı.

İlk Makaleden Seri Üretime

Şanghay Uzay 149 Fabrikası'nda, roket tank tabanları için ayna frezeleme süreçleri üç yıl boyunca geliştirildi. Hassasiyet ±0.1 mm'ye yükselirken, işleme süresi 20 günden sadece 6-7 güne düştü. Ekim 2023'te, fabrika 100. 3 metre sınıfı entegre tank tabanının üretime geçişini kutladı ve bu teknoloji seri üretim için olgunluğunu işaret etti.

5 Metreye Kadar Ölçekleme

2024'te Çin, bir başka dünya birinciliğine imza attı—5 metre çapında bir roket tankının tabanını ayna frezeleme. Zorluk büyüktü: duvar kalınlığı uniformitesi çok daha zor hale geldi ve deformasyon riskleri katlandı. Mühendisler, 110° senkronize destek ile 6 metre açıklıklı çift başlı dikey bir makine tasarladı, gerçek zamanlı kalınlık taramasını geliştirdi ve sıkıştırma sistemlerini güncelledi.

Bu başarı, kirletici, düşük hassasiyetli kimyasal frezeleme ve kaynaklamadan, büyük roket yapıları için temiz, yüksek hassasiyetli ayna frezelemeye tam bir geçişi işaret etti.

Havacılıkta Uygulamalar: C919'dan Y-20'ye

C919 Tedarik Zincirinin Güvence Altına Alınması

C919 yolcu uçağı, Boeing ve Airbus standartlarını aşan bir yorgunluk ömrüne sahip gövde kaplamaları gerektiriyor, bunların birçoğu alüminyum-lityum alaşımından yapılmıştır. Geleneksel kimyasal frezeleme bu talepleri karşılayamadı.

Bir noktada, C919 tedarik zinciri ithal ayna freze makinelerine bağımlıydı. Ancak yabancı ekipmanlar arızalandığında, Çin potansiyel tedarik kesinteleriyle karşılaştı. Yerel ekipler hızla devreye girdi ve ithal alternatiflerden daha yüksek hassasiyet, verimlilik ve kapsam sunan yatay çift beş eksenli ayna freze sistemleri sağladı.

Bugün, yerli ayna frezeleme temelinde beş otomatik üretim hattı kurulmuş olup, 60'tan fazla uçak seti için kaplamalar sağlamaktadır ve C919 programı için güvenli ve güvenilir üretimi garanti etmektedir.

Y-20 Nakliye Uçağını Destekleme

Y-20 büyük nakliye uçağı, mühendisler tarafından "metal filmler" olarak tanımlanan devasa kavisli gövde kaplamalarına sahiptir. Bu ultra büyük, ultra ince yapılar, işleme sırasında aşırı deformasyona eğilimlidir. Geleneksel CNC ekipmanları uyum sağlayamazdı.

Bu sorunu çözmek için, AVIC Xi’an Uçak ve ortakları dünyanın en büyük ayna freze makinesini geliştirdi, 12 metrelik yatay çift beş eksenli bir sistem. Bu, büyük yüzeylerin otomatik ve hassas bir şekilde frezelenmesini sağladı ve bir zamanlar kritik bir darboğaz olan durumu sağlam bir sürece dönüştürdü.

Ekipman sadece performans beklentilerini karşılamakla kalmadı, aynı zamanda büyük kavisli yüzeyler için tam bir süreç ve ekipman sistemi oluşturdu. Artık hem Y-20 hem de C919 programlarını destekliyor ve Halkın Günlüğü tarafından yüksek kaliteli makine aletleri inovasyonunda bir dönüm noktası olarak tanındı.

Çin'in Makine Aletleri Sektörüne Daha Geniş Etki

Ayna frezelemenin başarısı, havacılığın ötesine geçerek daha geniş yüksek kaliteli makine aletleri sektörüne yayılmıştır. Etkisi şunları içermektedir:

Geliştirme

serilerle yapılandırılmış yatay beş eksenli panel freze makineleri alüminyum ve titanyum alaşımları için

Çin'in ilk otomatik panel freze üretim hattının kurulması
Verimlilik iyileştirmeleri kadar

geleneksel portal frezelerden dört kat daha yüksek

İlerlemeler

büyük açıklıklı, ultra yüksek hassasiyetli beş eksenli portal işleme sivil uçak bileşenleri için

Montaj süreçlerinin manuel montajdan geçişi

yüksek verimli değiştirilebilir montaj

Bu başarılar yalnızca bir zamanlar tekel olan bir teknolojide bağımsızlığı güvence altına almakla kalmadı, aynı zamanda Çin'in hassas üretimdeki küresel rekabetçiliğini de artırdı.

Yeni Bir Döneme Doğru Havacılık Üretimi

3 metreden 5 metreye kadar tank tabanları, alüminyum-lityum alaşımlarından ultra ince metalik yüzeylere kadar, Çin'in ayna frezeleme programları bir dizi dünya birinciliği elde etmiştir. On yılı aşkın bir çaba sonucunda, Çinli ekipler teori, süreçler, ekipman ve endüstriyel uygulama alanında atılımlar gerçekleştirmiştir.

Teknoloji artık C919, Y-20, Uzun Yürüyüş roketleri, mürettebatlı uzay uçuşu ve ay keşfi gibi ana ulusal projeleri desteklemektedir. Kimyasal frezelemeyi yüksek hassasiyetli, yeşil ayna frezeleme ile değiştiren Çin, sadece uzun süredir devam eden darboğazları ortadan kaldırmakla kalmamış, aynı zamanda kendisini yeni nesil havacılık üretiminin ön saflarına yerleştirmiştir.

Uygulamalar genişledikçe ve teknoloji gelişmeye devam ettikçe, ayna frezeleme daha da büyük bir rol oynayacak—Çin'in havacılık sektörünün yeni zirvelere ulaşmasına yardımcı olurken, küresel havacılık üretiminin geleceğini yeniden şekillendirecek.

İletişim

Bilgilerinizi bırakın ve sizinle iletişime geçelim.