A nyersdarab tervezése és gyártása előtt a szerkezetmérnök teljes körűen kommunikál a hideg- és melegfeldolgozási mérnökökkel, hogy meghatározzák az optimális nyersdarab alakot, elérjék a közeli-hálóképződést a helyi területeken, javítsák az anyagfelhasználást, csökkentsék a megmunkálási ráhagyásokat és lerövidítsék a feldolgozási ciklust. Az elterjedt nyers precíziós alakítógyártási technológiák főként a következő 5 típust foglalják magukban.
Precíziós öntés
Megmunkálási eljárás, amely szilárd fémet felmelegít és megolvaszt, öntőforma héjba önti, majd öntődarabká szilárdítja. Jelenleg a precíziós öntési technológiát széles körben alkalmazzák a turbinák lapátjaiban, és az áramlási útfelületek mindegyike nulla-maradék öntvény, az áramlási út felületi profilja pedig ±0,2 mm.
Homoköntés
Precíziós kovácsolás
Olyan feldolgozási eljárás, amely nyomást gyakorol a présre, hogy a nyersanyag képlékeny deformációt okozzon az öntőformában, és ezáltal precíziós kovácsolás érhető el kis ráhagyással vagy egyáltalán nem. Ezt az eljárást széles körben alkalmazzák a kompresszor lapátjainál, ami javíthatja az anyagfelhasználást és csökkentheti vagy megszüntetheti a megmunkálást. Jelenleg a precíziós kovácsolt penge pengeteste nulla-maradvány kovácsolást alkalmaz, és az anyagfelhasználási arány eléri a 80%-ot.
Precíziós spinning
Olyan feldolgozási eljárás, amely egy lapot vagy előformázott gyűrű alakú nyersdarabot vékony-falú, üreges forgó testté dolgoz fel nagy-sebességű forgatással és bizonyos nyomás alkalmazásával. Jelenleg széles körben használják olyan alkatrészekben, mint a burkolatok, az égéstér kúpjai és a kompresszorházak. Jelenleg meleg fonással 1-2 mm-es, hidegen ±0,2 mm-es margószabályozást lehet elérni.
Porkohászat
Olyan folyamattechnológia, amely fémport (vagy fémpor és nem{0}}fémpor keverékét) használ anyagok és termékek előállítására szinterezési és öntési folyamatokon keresztül. Ezt az eljárást főként a repülőgép-hajtóművek területén alkalmazzák olyan forgó alkatrészek, például turbinatárcsák gyártására, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékletnek és nagy terhelésnek.
Porkohászati folyamatábra
Gyors prototípuskészítés
Az összetett háromdimenziós részek egyszerű kétdimenziós struktúrák több rétegére történő felbontása és az összetett háromdimenziós részek rekonstrukciója egyszerű kétdimenziós struktúrák előállításával egy folyamat a „komplexből” az „egyszerű”-be, majd az „összetett”-be. A motor égésterében viszonylag összetett szerkezetű üzemanyagfúvóka gyors prototípus-készítési technológiát alkalmaz.
2. Speciális feldolgozási technológia
A speciális megmunkálás (néha nem{0}}hagyományos megmunkálásnak is nevezik) azt a folyamatot jelenti, amelyhez nincs szükség a munkadarabnál keményebb szerszámra, és nem igényel nyilvánvaló mechanikai erőt sem. Ehelyett közvetlenül elektromos energiát, hőenergiát, kémiai energiát, fényenergiát vagy ezek kombinációját használja fel a munkadarab anyagának eltávolítására vagy a teljesítmény megváltoztatására, hogy elérje a kívánt alak-, méret- és felületminőségi követelményeket. Jelenleg a következő 6 speciális feldolgozási technológia használatos.
Elektromos kisülési megmunkálás
Speciális feldolgozás, amely szabályozza a munkadarab anyagának eltávolítását és deformálja az anyagot, és megváltoztatja annak teljesítményét a munkadarab és a szerszám elektróda közötti kisülés révén. Jelenleg a turbina vezetőlapátjain lévő légfólia lyukakat többnyire elektromos szikrázó kis lyukképzéssel dolgozzák fel, és a kompresszor állórészlapátjainak ventilátoralakú szegmenseit is elektromos szikrahuzal vágással dolgozzák fel.
Elektroszikrás megmunkálás sematikus diagramja
Elektrokémiai megmunkálás
Speciális feldolgozás, amely elektrokémiai reakciókkal eltávolítja a munkadarab anyagát. Egyes nehezen--megmunkálható anyagok, mint például a magas-hőmérsékletű ötvözetből készült beépített pengék, nehezen érhetők el a hagyományos feldolgozás során, és elektrolitikus megmunkálási technológiával is feldolgozhatók.
Nagy{0}}energiájú feldolgozás
Használjon nagy-energiájú-sűrűségű lézersugarat, elektronsugarat vagy ionsugarat a munkadarab anyagok eltávolításához vagy összekapcsolásához. A lézersugaras feldolgozás elsősorban fúrásra, vágásra, hegesztésre és jelölésre használható. A femtoszekundumos lézerfúrás a turbinalapátokon lévő légfilmlyukak feldolgozásának egyik módja.
Csiszoló áramlás
Használjon csiszolóanyagokat tartalmazó félig{0}}viszkoelasztikus csiszolóközeget, hogy azt bizonyos nyomás alatt a megmunkált felületen keresztül áramoltassa, és a csiszolószemcsék kaparó hatásával távolítsa el a munkadarab felületéről a mikroszkopikus méretű egyenetlen anyagokat, ezzel elérve a felület polírozásának vagy sorjázásának célját. A koptató áramlási technológiát integrált zárt pengékre alkalmazták.
A koptató áramlási feldolgozás sematikus diagramja
Vibrációs kikészítés
Tegye a munkadarabot, a csiszolóanyagot, a vizet és a vegyi adalékokat egy edénybe meghatározott képlet szerint. A tartály szabályos rezgésére támaszkodva a csiszolóanyag és a munkadarab relatív mozgást és kölcsönös súrlódást kelt, lecsiszolja a munkadarab felületéről és kerületéről kiálló sorját, majd a munkadarab éles széleit lekerekíti és a felületet polírozza. Ez egy hatékony felületkezelési technológia, amelyet széles körben alkalmaznak nagy kifáradási szilárdságú alkatrészeken.
Csiszoló vízsugaras megmunkálás
A nagy sebességű{0}}vízáramot hordozóként használva nagy-sebességű és koncentrált csiszolóanyag-áramot hajtanak végre, amely a megmunkálandó felületre hat, és az anyag szabályos és szabályozható eltávolítási folyamatát valósítja meg. A vágási hődeformáció hiánya, bármilyen anyag vágására való képessége, a vágási irány nagy rugalmassága és a nagyon kis forgácsolóerő miatt széles körben használják nehezen--megmunkálható anyagokon, például kerámiákon és megerősített kompozit anyagokon.
3. Fejlett hegesztési technológia
A hegesztés kiváló minőségű és hatékony eljárás a fémanyagok összekapcsolására{0}. Az alacsony költségű, fejlett szerkezeti gyártástechnológiához tartozik, és egyben a fejlett gyártóipar egyik legszélesebb körben használt feldolgozási technológiája. Az általánosan használt hegesztési technológiák főként a következő 4 típust foglalják magukban.
Elektronsugaras hegesztés
Olyan eljárás, amely nagy{0}}sebességű, nagy-energiasűrűségű elektronsugarat használ hőforrásként a hegesztéshez. Jellemzői: nagy méretarány, kis hegesztési maradék deformáció, könnyen elérhető a hegesztési folyamat paramétereinek pontos szabályozása, tiszta varratok vákuum környezetben, jó ismételhetőség és stabilitás. Ezeket az előnyöket nehéz összehozni más fúziós hegesztési módszerekkel, ezért széles körben alkalmazzák olyan fontos szerkezetek hegesztésénél, mint a beépített forgórész, a motorház és a tengely.
Elektronsugaras hegesztés
Tehetetlenségi súrlódásos hegesztés
A szilárdfázisú hegesztés olyan fajtája, amely a hegesztendő anyagok közötti súrlódás révén hőt termel, és az anyagok képlékeny alakváltozását és áramlását okozza a felforgató erő hatására, ezáltal anyagi kapcsolat jön létre. Előnye a jó hegesztési kötés minősége, a nagy méretpontosság és a különböző anyagok jó csatlakozási hatása. Ez lett a fő hegesztési eljárás a repülőgép-hajtóművek ventilátortárcsáinak, a nagy-nyomású kompresszor-forgórészegységeknek és a nagy-nyomású turbina tárcsatengely-szerelvényeinek összekapcsolására.
Forrasztás
Eljárás a hegesztendő anyagoknak az alapanyag olvadáspontjánál alacsonyabb hőmérsékletre és a keményforrasztóanyag olvadáspontjánál magasabb hőmérsékletre történő melegítésére, valamint a rés kitöltésére folyékony keményforrasztóanyaggal a csatlakozás elérése érdekében. Jellemzői, hogy kisebb hatással van az alapanyag tulajdonságaira és szerkezetére, és kisebb a hegesztési deformáció. Különféle anyagokhoz és szerkezetekhez alkalmas, beleértve a repülőgép-hajtóművek méhsejt tömítőszerkezeteit, a turbinalapátokat, a kompresszorlapátokat és az égéstér-alkatrészeket. Egyes összetett alkatrészek esetében a keményforrasztás az egyetlen megvalósítható csatlakozási mód.
Forrasztási diagram
Argon ívhegesztés
Az inert gáz védelme alatt az elektróda és a hegesztendő anyagok között keletkező ív segítségével a hegesztendő anyagokat és a töltőanyagot megolvasztják, ezáltal a kapcsolat létrejön. Nagy előnye van a hordozhatóság és a költség szempontjából, és széles körben használják motorházak és égésterek hegesztésére.
4. Felületkezelési technológia
Az alkatrészek felületi állapotának javítása, az alkatrészek speciális funkcionális követelményeinek, például a korrózióállóság, a kopásállóság, az oxidációállóság és a magas hőmérséklet-állóság, valamint az alkatrészek élettartamának javítása érdekében az alkatrészeken felületkezelést kell végezni. A repülőgép-hajtóművekben általánosan használt felületkezelési technológiák főként vegyszeres kezelést, felületerősítést és bevonási technológiát foglalnak magukban.
Vegyi kezelés
Felületmódosítási eljárás, amely javítja az anyagok felületi állapotát kémiai kezelési módszerekkel, például korrózióval, galvanizálással, eloxálással és vegyi tisztítással.
Plazma permetezés
Felület megerősítése
A felületi réteg képlékeny deformációja révén nagy maradékfeszültség jön létre az alkatrész felületén, ami növeli a felületi feszültségkoncentráció "hideg deformációs" folyamatát. Főleg az integrált penge felületének súrlására használják.
Bevonat
Különböző felhasználási területek szerint tömítő, kopásálló-, hőzáró és egyéb bevonatokra osztható. Közülük tömítőbevonatok használhatók a házelemekhez, kopásálló bevonatok-a tengelyrészekhez, hőzáró bevonatok pedig turbinalapátokhoz.
A repülőgép-hajtóművek alkatrészei meglehetősen "szenvedőnek" mondhatók. Önmagában a turbinalapátok üzemi hőmérséklete elérheti az 1700 fokot -, ami közel 150 fokkal magasabb, mint a vas olvadáspontja!
Annak érdekében, hogy ezeket az alkatrészeket "egészségessé" tegyék, a kutatóknak "teleszkópokat" kell használniuk, hogy a technológia élvonalára összpontosítsanak. Ugyanakkor „mikroszkóppal” is fel kell tárniuk a technikai részleteket, és törekedniük kell arra, hogy a technológia jobban alkalmazkodjon az igényekhez. A "szív öntése" útján a Shangfa emberek a kiváló "anyagi" művészetre való törekvésnek soha nem ér véget!
