항공기 알루미늄에 대해 자세히 알고 계십니까?

소형 항공기 프로젝트에 참여한 적이 있는데 알루미늄 품질이 얼마나 중요한지 알게 되었습니다. 하중을 받으면 부품이 갈라지는 문제에 직면했었죠. 그래서 이 문제를 공유하고 싶었습니다.

항공기 알루미늄은 비행을 지원하기 위해 엄격한 강도, 경량 및 안전 기준을 충족해야 합니다.

자세한 내용을 안내해 드리겠습니다. 등급, 강도, 내식성, 테스트가 모두 어떻게 연결되는지 확인할 수 있습니다.

1. 항공기 압출에는 어떤 등급의 알루미늄이 사용되나요?

항공기 알루미늄 압출에는 특정 고성능 등급이 사용됩니다. 가장 일반적인 것은 2024, 6061, 7075입니다. 각각의 강점과 사용 사례는 서로 다른 조합을 가지고 있습니다.

일반적인 항공기 등급 알루미늄

2024

2024 알루미늄은 구리 덕분에 내피로성이 우수합니다. 반복적인 하중을 처리해야 하는 구조 부품에 적합합니다. 하지만 다른 합금만큼 부식에 강하지는 않습니다. 따라서 적절한 보호가 필요합니다.

6061

6061은 다목적이며 압출이 용이합니다. 내식성과 용접성이 우수합니다. 엔지니어들은 빔, 지지대 및 패널에 이 소재를 사용합니다. 응력 영역에서 7075 또는 2024만큼 강하지는 않지만 균형을 제공합니다.

7075

7075는 강하고 견고합니다. 가벼우면서도 강도는 일부 강철 부품에 필적할 수 있습니다. 랜딩기어 지지대, 윙 스파, 고하중 커넥터 등에 사용됩니다. 하지만 용접하기가 더 어렵고 부식에 민감합니다.

이 세 가지 등급은 대부분의 항공기 압출 요구 사항을 충족합니다. 각각 항복 강도, 인장 강도 및 연신율을 기반으로 한 사양이 있습니다.

작업장에서 산화 테스트 후 구멍이 있는지 확인하기 위해 손으로 표면을 긁어내던 기억이 납니다. 합금이 약해진 작은 구멍이 보였죠. 이를 통해 코팅과 합금 선택의 필요성을 깨달았습니다.

따라서 각 등급이 강도와 무게에서 어떻게 비교되는지 살펴봅니다.

2. 항공기 등급의 알루미늄은 강도와 무게가 어떻게 다른가요?

항공기 알루미늄은 높은 중량 대비 강도를 목표로 합니다. 즉, 가벼우면서도 강해야 한다는 뜻입니다.

알루미늄 합금은 무게는 거의 절반으로 강철에 가까운 강도를 제공합니다.

강도 비교 표

이것이 의미하는 바

• 7075-T6는 일반적인 합금 중 가장 강도가 높습니다. 밀도 단위당 약 204 단위의 강도를 제공합니다.
• 2024-T3는 여전히 강력하고 피로에 강합니다.
• 6061-T6는 성형 및 용접이 쉽지만 강도는 떨어집니다.

이러한 합금을 통해 엔지니어는 항공기 구조물의 무게를 줄일 수 있습니다. 부품이 가벼워지면 연료가 덜 필요하고 성능이 향상됩니다.

제 프로젝트에서는 스파 브래킷에서 6061을 7075로 교체하여 무게를 20% 줄였지만 부식 문제로 인해 더 나은 표면 마감이 필요했습니다.

3. 항공기 알루미늄에는 어떤 내식성이 필요합니까?

부식은 항공기 알루미늄의 가장 큰 적입니다. 공기, 습기, 연료, 염분은 부품을 빠르게 저하시킬 수 있습니다.

항공기 등급의 알루미늄은 부식에 견딜 수 있는 보호 코팅과 설계 관행이 필요합니다.

어떤 부식 위협이 존재하나요?

• 갈바닉 부식: 알루미늄이 강철이나 구리에 닿아 습기가 있으면 알루미늄이 더 빨리 부식됩니다.
• 피팅: 시간이 지남에 따라 작은 부식성 반점이 형성되고 깊은 구멍을 먹습니다.
• 틈새 부식: 틈새나 이음새가 습기를 가두어 내부부터 부식이 시작됩니다.
• 응력-부식 균열: 스트레스를 받으면 부식성 환경에서 균열이 더 빨리 커집니다.

보호 전략

1. 코팅

   • 아노다이징 단단하고 부식에 강한 층을 추가합니다.
   • 알로딘 (화학적 변환)은 프라이밍을 향상시킵니다.
   • 프라이머 + 페인트 물리적 장벽을 추가합니다.

2. 씰링

   • 조인트와 패스너는 물이 들어가지 않도록 밀봉되어 있습니다.

3. 디자인

   • 물이 고이지 않도록 하세요.
   • 서로 다른 금속을 분리하거나 절연하세요.

4. 소재 선택

   • 6061은 2024 및 7075보다 내식성이 더 뛰어납니다.
   • 하지만 7075는 강도가 더 높기 때문에 더 나은 코팅이 필요합니다.

테스트 결과, 아노다이징 처리된 6061은 염수 분무에서 원시 7075보다 5배 더 오래 지속되었습니다. 하지만 7075는 코팅 후에도 여전히 우수한 성능을 보였습니다.

내구성 테스트

항공기는 엄격한 기준을 적용받습니다.

• 염수 분무 테스트 해양 습도를 재현합니다.
• 몰입도 테스트 물속에 앉아있는 시뮬레이션을 합니다.
• 주기적 습도 테스트 습식/건식 사이클에서 균열이 있는지 확인합니다.

합금, 코팅, 디자인이 기대 수명을 결정합니다.

4. 항공기 알루미늄 압출은 어떻게 안전성과 내구성을 테스트하나요?

항공기 알루미늄 유형은 많은 테스트를 거쳐야 합니다. 모양, 강도, 내식성, 피로 거동 등을 검사합니다.

일반적인 테스트 방법

1. 인장 테스트

강도와 항복률 한계를 측정합니다. 샘플이 부러질 때까지 늘립니다. 결과는 부품 적합성을 안내합니다.

2. 피로 테스트

부품은 고장날 때까지 여러 번 구부러집니다. 항공기 부품은 종종 수백만 번의 사이클을 거칩니다. 이 테스트는 반복적인 하중에도 얼마나 견디는지를 보여줍니다.

3. 경도 테스트

로크웰이나 브리넬과 같은 방법은 표면 경도를 측정합니다. 열처리가 올바른지 확인합니다.

4. 부식 테스트

• 염수 분무 챔버(ASTM B117)가 염수 미스트를 분사합니다.
• 침수 테스트는 샘플을 소금 용액에 담그는 것입니다.
• 습도를 포함한 열 순환으로 내균열성을 테스트합니다.

5. 와전류/초음파 검사

압출물을 자르지 않고도 압출물 내부의 숨겨진 균열이나 공극을 감지합니다. 안전을 위한 핵심 요소입니다.

6. 치수 검사

압출품은 공차가 엄격합니다. 캘리퍼, 레이저 스캐너 및 게이지가 정확한 모양과 크기를 보장합니다.

7. 굽힘/휘어짐 테스트

부품을 구부리거나 눌러서 성형성을 확인하고 균열이 있는지 확인합니다.

8. 코팅 접착력 테스트

당김 또는 테이프 테스트를 통해 코팅이 잘 붙는지 확인합니다.

인증 표준

항공우주 산업은 엄격한 규칙을 적용합니다:

• AMS: 항공우주 재료 사양은 합금 특성을 정의합니다.
• MIL?STD / QQA?65: 품질에 대한 군사 표준.
• FAA/EASA: 규제 기관에서 부품 및 재료에 대한 승인을 설정합니다.

내 워크샵 예제

와전류 결함으로 인해 배치가 거부된 적이 있습니다. 눈에 보이지는 않았지만 테스트에서 발견되었습니다. 툴링을 다시 압출하고 수정했습니다. 이렇게 해서 시간이 지남에 따라 스크랩을 15% 줄였습니다.

결론

항공기 알루미늄 압출에는 2024, 6061, 7075와 같은 최고 등급이 사용됩니다. 특히 7075는 무게 대비 강도가 높습니다. 부식 방지가 중요한데, 코팅과 설계를 통해 부품을 안전하게 보호합니다. 엄격한 테스트를 통해 각 부품이 인장, 피로 및 검사 기준을 충족하는지 확인합니다.

항공기 부품을 다루면서 작은 디테일이 얼마나 중요한지 깨달았습니다. 또한 전 세계 고객을 위한 높은 정밀도, 강력한 맞춤화, 일관된 납품이라는 Sinoextrud의 사명과도 일치했습니다.

참/거짓 질문: