Send by email

U raadde het al: nergens zo’n hoge eisen dan aan de materialen waarmee we vliegen. BMT Aerospace International nv is gespecialiseerd in tandwielen voor lucht- en ruimtevaart toepassingen. Een bezoek aan hun vestiging in Oostkamp illustreert hoe het bedrijf  kosten noch moeite spaart om bij de behandeling van metallische oppervlakten zorg te dragen voor milieu.

BMT Aerospace International nv maakt deel uit van de BMT Group. De BMT Group is een industrieel familiebedrijf dat participeert in bedrijven over de hele wereld die actief zijn in het bewerken van tandwielen en transmissies met hoge precisie aan de ene kant, en het vervaardigen van matrijzen voor hol glaswerk, het ontwerp en de bouw van vlakglas lijnen en glasovens anderzijds.

De subdivisie BMT Aerospace sorteert onder de Gears Division en bestaat uit drie entiteiten, met als hoofdzetel België. Naast de site in Oostkamp zijn er bijkomend ook sites in Roemenië en de USA.

BMT Aerospace International nv is gespecialiseerd in tandwielen voor lucht- en ruimtevaart toepassingen. In deze sector komen hoge kwaliteit en veiligheid op de eerste plaats. De vele kwaliteitscontroles zijn dan ook een essentieel onderdeel van het productieproces.  BMT’s onderdelen zijn te vinden in vliegtuigen van grote vliegtuigbouwers: Airbus, Boeing, Embraer, Bombardier… Daarnaast heeft BMT Aerospace gewerkt aan componenten voor de ruimtevaart via een ESA-project.

Eén van BMT Aerospace’s belangrijkste producten zijn de pinion en rack tandwielen die gebruikt worden voor de aandrijving van vliegtuig “slats”. Slats vind je aan de voorkant (leading edge) van een vliegtuigvleugel. Het doel van slats om een vliegtuig een groter snelheidsbereik te geven. Bij een vliegtuig op kruissnelheid (±900km/h) zijn de slats tegen de voorkant van het vast vleugelgedeelte getrokken. De vleugel is zo zeer gestroomlijnd waardoor de luchtweerstand en dus het brandstofverbruik laag is. Bij het opstijgen en landen van het vliegtuig is de snelheid veel lager dan de kruissnelheid (±300km/h). Om bij deze lage snelheid toch voldoende stijgkracht (lift) te hebben wordt de slat uitgeschoven. Hierdoor vergroot het vleugeloppervlak en de vleugelkromming en wordt de luchtstroom aan de bovenkant van de vleugel gestabiliseerd. Dankzij de beweegbare slats kan het vliegtuig enerzijds veilig landen en opstijgen aan lage snelheid en anderzijds efficiënt vliegen aan hoge snelheid


Leading edge slats bij een vliegtuig. Deze slats zijn op 8 punten aan de vleugel bevestigd

 

Effect van leading edge slat en trailing edge flaps op de lift coëfficiënt i.f.v. de aanvalshoek. Dankzij de slats (en flaps) wordt de maximale lift coëfficiënt meer dan verdubbeld

De slats van een vliegtuig worden aangedreven met een tandwielmechanisme. Dit bestaat uit een pinion en een rack. De pinion is een klein tandwiel met uitwendige vertanding. De pinion grijpt in met de rack. De rack is eigenlijk geen volledig rechte tandlat maar een sector van een groot tandwiel met inwendige vertanding.
Bij het uitschuiven van de slat dienen de rack en de pinion te weerstaan aan grote aerodynamische krachten opgewekt door de luchtstroom. De druk tussen de tandflanken is vergelijkbaar met de druk in een 200km diepe (denkbeeldige) oceaan! Daarnaast moeten ook trillingen en schokken door de componenten verwerkt worden. Dit moet bovendien kunnen bij lage temperaturen op grote hoogte (vb. -53°C) en hoge temperaturen die aan de grond kunnen voorkomen op een zomerdag (vb. 65°C).
Omdat een laag gewicht zeer belangrijk is voor vliegtuigcomponenten worden de rack en de pinion gemaakt in een speciaal hoge sterkte staal. Bij BMT Aerospace worden bovendien warmte- en oppervlaktebehandelingen uitgevoerd om het staal nog harder te maken. Op die manier kunnen met weinig materiaal (gewicht) toch zeer sterke componenten gemaakt worden.

 

      
  
Mechanisme om slat in en uit te schuiven                         Rack en pinion tandwiel voor slat mechanisme


Hoewel de pinion en rack ogenschijnlijk eenvoudige componenten lijken is heel wat technologie en knowhow vereist om aan de eisen van de luchtvaart te voldoen. Het vervaardigen van een rack of een pinion omvat meer dan 20 productie- en inspectiestappen met elk hun eigen uitdagingen. BMT Aerospace verwerkt ruw materiaal of smeedstukken tot volledig afgewerkte racks en pinions.

Speeltuin voor oppervlaktebehandelingstechnieken

Terwijl de grondstoffen voor de productie van pinion en racks zelf al van hoge kwaliteit zijn, lijkt de opsomming van de thermische, mechanische en (thermo)chemische behandelingen die ze moeten ondergaan om de vereiste functionaliteiten en kwaliteit te bekomen, een ‘les in oppervlaktebehandeling en -reiniging’. 

Denk bijvoorbeeld aan de hoge temperaturen en chemicaliënverbruik voor al deze procedés.

Een eerste is bijvoorbeeld het cementeren. Dit is het thermisch procedé waarbij stukken enkele uren boven 900°C in een koolstofrijke atmosfeer gebracht worden. Door koolstofdiffusie wordt de koolstofconcentratie aan het oppervlak aangereikt. Bij het harden en de ‘die quenching’ worden de stukken opgewarmd tot boven 800°C waarna ze heel snel worden afgekoeld in olie (=afschrikken of quenching). Door deze afkoeling ontstaan microstructurele materiaaltransformaties waardoor het staal harder wordt. In de tandflanken met toegevoegd koolstof is de hardheid extra hoog.  Bij het ‘ontlaten’ worden ze opnieuw opgewarmd tot +/- 200°C waardoor het staal nog taaier wordt.

Harde oppervlaktes zijn slijtagevast, maar bros. Daarom gebeurt het cementeren enkel op specifieke oppervlakken: vooraleer de stukken in de cementeeroven te brengen, worden bepaalde oppervlaktes verkoperd. Deze koperlaag vormt een barrière en verhindert de verrijking aan koolstof. Tijdens de thermische behandeling, worden aldus bepaalde (niet-verkoperde) oppervlakken harder dan andere (verkoperde) oppervlakken  Dit type bewerking is strikt voorgeschreven in luchtvaartspecificatie AMS 2418.


Dankzij haar voortdurende milieuzorg in het algemeen, en omtrent het met chemicaliën belast water en lucht in het bijzonder, laat BMT Aerospace niets aan het toeval over. Denk aan de baden voor galvanisatie, mangaanfosfatatie, verkoperen, strippen of spoelen in een cascade systeem.

Shotpeening is dan weer een mechanisch proces: een laag blijvende drukspanning bekomen zodat scheuren door vermoeiing voorkomen worden. De vermoeiingsgrens wordt verhoogd evenals de weerstand tegen spanningscorrosie van het substraat.
Shotpeenen gebeurt door het te behandelen onderdeel met staalkorrels te projecteren. Deze staalkorrels worden pneumatisch geschoten.

Ook voor magnetisch scheuronderzoek beschikt BMT Aerospace zelf over de benodigde installaties en expertises.
Een ding is zeker: BMT Aerospace spaart kosten noch moeite om bij dit type activiteit zelfs beter te presteren dan de milieuvergunning voorschrijft.

Een speciale aandacht verdient de nog wat onbekende en vandaar onbeminde UV-technologie. Zie artikel over Enviolet in deze nieuwsbrief!

 

Pieter Collier
HSE Coördinator
Pieter.Collier@bmtaerospace.com
http://www.bmtaerospace.com/