Τεχνολογία και εξοπλισμός μηχανικής κατεργασίας ακριβείας για λεπίδες κινητήρων αεροσκαφών με λεπτά τοιχώματα, ειδικού σχήματος και πολύπλοκα

Ως βασικό συστατικό για την επίτευξη της απόδοσης των αεροκινητήρων, τα πτερύγια έχουν τυπικά χαρακτηριστικά όπως λεπτά τοιχώματα, ειδικού σχήματος, πολύπλοκες δομές, δύσκολα στην επεξεργασία υλικά και υψηλές απαιτήσεις για ακρίβεια επεξεργασίας και ποιότητα επιφάνειας. Ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται ακριβής και αποτελεσματική επεξεργασία των λεπίδων είναι μια σημαντική πρόκληση στον τρέχοντα τομέα κατασκευής αεροκινητήρων. Μέσω της ανάλυσης των βασικών παραγόντων που επηρεάζουν την ακρίβεια επεξεργασίας λεπίδων, συνοψίζεται διεξοδικά η τρέχουσα κατάσταση της έρευνας για την τεχνολογία και τον εξοπλισμό επεξεργασίας ακριβείας λεπίδων και εξετάζεται η τάση ανάπτυξης της τεχνολογίας επεξεργασίας λεπίδων αεροκινητήρων.

Στην αεροδιαστημική βιομηχανία, τα ελαφριά, υψηλής αντοχής εξαρτήματα με λεπτά τοιχώματα χρησιμοποιούνται ευρέως και αποτελούν βασικά στοιχεία για την επίτευξη της απόδοσης σημαντικού εξοπλισμού, όπως οι κινητήρες αεροσκαφών [1]. Για παράδειγμα, τα πτερύγια ανεμιστήρων από κράμα τιτανίου των κινητήρων αεροσκαφών μεγάλης αναλογίας παράκαμψης (βλ. Εικόνα 1) μπορεί να έχουν μήκος έως και 1 μέτρο, με περίπλοκα προφίλ λεπίδων και δομές πλατφόρμας απόσβεσης και το πάχος του λεπτότερου τμήματος είναι μόνο 1.2 mm, που είναι ένα τυπικό μεγάλου μεγέθους λεπτού τοιχώματος ειδική [2-]. Ως τυπικό τμήμα λεπτού τοιχώματος ειδικού σχήματος ασθενούς ακαμψίας, η λεπίδα είναι επιρρεπής σε παραμόρφωση επεξεργασίας και δονήσεις κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας [3]. Αυτά τα προβλήματα επηρεάζουν σοβαρά την ακρίβεια επεξεργασίας και την ποιότητα της επιφάνειας της λεπίδας.

Η απόδοση του κινητήρα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το επίπεδο κατασκευής των λεπίδων. Κατά τη λειτουργία του κινητήρα, οι λεπίδες πρέπει να λειτουργούν σταθερά κάτω από ακραία περιβάλλοντα λειτουργίας, όπως υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση. Αυτό απαιτεί ότι το υλικό της λεπίδας πρέπει να έχει καλή αντοχή, αντοχή στην κόπωση και αντοχή στη διάβρωση σε υψηλές θερμοκρασίες και να εξασφαλίζει δομική σταθερότητα [2]. Συνήθως, κράματα τιτανίου ή κράματα υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται για λεπίδες κινητήρων αεροσκαφών. Ωστόσο, τα κράματα τιτανίου και τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας έχουν κακή μηχανική κατεργασία. Κατά τη διαδικασία κοπής, η δύναμη κοπής είναι μεγάλη και το εργαλείο φθείρεται γρήγορα. Καθώς αυξάνεται η φθορά του εργαλείου, η δύναμη κοπής θα αυξάνεται περαιτέρω, με αποτέλεσμα πιο σοβαρές παραμορφώσεις και κραδασμούς στη μηχανική κατεργασία, με αποτέλεσμα χαμηλή ακρίβεια διαστάσεων και κακή ποιότητα επιφάνειας των εξαρτημάτων. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις απόδοσης σέρβις του κινητήρα υπό ακραίες συνθήκες εργασίας, η ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας και η ποιότητα της επιφάνειας των λεπίδων είναι εξαιρετικά υψηλή. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τα πτερύγια ανεμιστήρων από κράμα τιτανίου που χρησιμοποιούνται σε έναν εγχώρια παραγόμενο κινητήρα turbofan υψηλής αναλογίας παράκαμψης, το συνολικό μήκος του πτερυγίου είναι 681 mm, ενώ το πάχος είναι μικρότερο από 6 mm. Η απαίτηση προφίλ είναι -0.12 έως +0.03 mm, η ακρίβεια διαστάσεων των άκρων εισόδου και εξαγωγής είναι -0.05 έως +0.06 mm, το σφάλμα στρέψης του τμήματος της λεπίδας είναι εντός ±10», και η τιμή της τραχύτητας της επιφάνειας Ra είναι καλύτερη από 0.4μm. Αυτό συνήθως απαιτεί κατεργασία ακριβείας σε μια εργαλειομηχανή CNC πέντε αξόνων. Ωστόσο, λόγω της αδύναμης ακαμψίας της λεπίδας, της πολύπλοκης δομής και των δύσκολα στην επεξεργασία υλικών, προκειμένου να διασφαλιστεί η ακρίβεια και η ποιότητα της κατεργασίας, το προσωπικό της διεργασίας πρέπει να προσαρμόσει τις παραμέτρους κοπής πολλές φορές κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατεργασίας, γεγονός που περιορίζει σοβαρά την απόδοση του κέντρου κατεργασίας CNC και προκαλεί τεράστια σπατάλη απόδοσης [4]. Ως εκ τούτου, με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας κατεργασίας CNC, το πώς να επιτευχθεί ο έλεγχος παραμόρφωσης και η καταστολή κραδασμών για τη μηχανική κατεργασία εξαρτημάτων λεπτού τοιχώματος και να δοθεί πλήρης σημασία στις δυνατότητες μηχανικής κατεργασίας των κέντρων κατεργασίας CNC έχει γίνει επείγουσα ανάγκη για προηγμένες κατασκευαστικές εταιρείες.

Η έρευνα για την τεχνολογία ελέγχου παραμόρφωσης ασθενών άκαμπτων εξαρτημάτων με λεπτά τοιχώματα έχει προσελκύσει την προσοχή μηχανικών και ερευνητών για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στην πρώιμη πρακτική παραγωγής, οι άνθρωποι χρησιμοποιούν συχνά τη στρατηγική της ίσαλης γραμμής της εναλλασσόμενης φρεζαρίσματος και στις δύο πλευρές δομών με λεπτό τοίχωμα, η οποία μπορεί εύκολα να μειώσει τις αρνητικές επιπτώσεις της παραμόρφωσης και των κραδασμών στην ακρίβεια διαστάσεων σε κάποιο βαθμό. Επιπλέον, υπάρχει επίσης ένας τρόπος για να βελτιωθεί η ακαμψία της επεξεργασίας με την τοποθέτηση προκατασκευασμένων θυσιαστικών δομών όπως οι ενισχυτικές νευρώσεις.

Τεχνολογία κοπής για υλικά που κόβονται δύσκολα

Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις σταθερής εξυπηρέτησης σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης, τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για τα πτερύγια των κινητήρων αεροσκαφών είναι κράματα τιτανίου ή κράματα υψηλής θερμοκρασίας. Τα τελευταία χρόνια, οι διαμεταλλικές ενώσεις τιτανίου-αλουμινίου έχουν γίνει επίσης ένα υλικό λεπίδων με μεγάλες δυνατότητες εφαρμογής. Τα κράματα τιτανίου έχουν τα χαρακτηριστικά χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας, χαμηλής πλαστικότητας, χαμηλού συντελεστή ελαστικότητας και ισχυρής συγγένειας, γεγονός που τα κάνει να αντιμετωπίζουν προβλήματα όπως μεγάλη δύναμη κοπής, υψηλή θερμοκρασία κοπής, έντονη σκλήρυνση εργασίας και μεγάλη φθορά του εργαλείου κατά την κοπή. Είναι τυπικά δύσκολα στην κοπή υλικά (μορφολογία μικροδομής βλέπε Εικόνα 2α) [7]. Τα κύρια χαρακτηριστικά των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας είναι η υψηλή πλαστικότητα και αντοχή, η κακή θερμική αγωγιμότητα και η μεγάλη ποσότητα πυκνού στερεού διαλύματος στο εσωτερικό του [8]. Η πλαστική παραμόρφωση κατά την κοπή προκαλεί σοβαρή παραμόρφωση του πλέγματος, υψηλή αντίσταση παραμόρφωσης, μεγάλη δύναμη κοπής και σοβαρό φαινόμενο ψυχρής σκλήρυνσης, τα οποία είναι επίσης τυπικά δύσκολα κοπτικά υλικά (μορφολογία μικροδομής βλέπε Εικόνα 2β). Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να αναπτυχθεί αποτελεσματική και ακριβής τεχνολογία κοπής για δύσκολα στην κοπή υλικά, όπως κράματα τιτανίου και κράματα υψηλής θερμοκρασίας. Προκειμένου να επιτευχθεί αποτελεσματική και ακριβής κατεργασία δύσκολα κοπτικών υλικών, εγχώριοι και ξένοι μελετητές έχουν διεξαγάγει εις βάθος έρευνα από την οπτική γωνία των καινοτόμων μεθόδων κοπής, των βέλτιστων υλικών εργαλείων μηχανικής κατεργασίας και των βελτιστοποιημένων παραμέτρων κοπής.

2.1 Καινοτομία στις μεθόδους επεξεργασίας κοπής

Όσον αφορά την καινοτόμο έρευνα και ανάπτυξη μεθόδων κοπής, οι μελετητές έχουν εισαγάγει βοηθητικά μέσα όπως η θέρμανση με λέιζερ και η κρυογονική ψύξη για τη βελτίωση της μηχανικής ικανότητας των υλικών και την επίτευξη αποτελεσματικής κοπής. Η αρχή λειτουργίας της υποβοηθούμενης με θέρμανση λέιζερ επεξεργασίας [9] (βλ. Εικόνα 3α) είναι η εστίαση μιας δέσμης λέιζερ υψηλής ισχύος στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας μπροστά από την κοπτική ακμή, η μαλάκυνση του υλικού με τοπική θέρμανση της δέσμης, η μείωση της αντοχής διαρροής του υλικού, μειώνοντας έτσι τη δύναμη κοπής και τη φθορά του εργαλείου και τη βελτίωση της ποιότητας και της κοπής. Η κρυογονική υποβοηθούμενη επεξεργασία ψύξης [10] (βλ. Εικόνα 3β) χρησιμοποιεί υγρό άζωτο, αέριο διοξειδίου του άνθρακα υψηλής πίεσης και άλλα μέσα ψύξης για ψεκασμό στο τμήμα κοπής για ψύξη της διαδικασίας κοπής, αποφυγή του προβλήματος υπερβολικής τοπικής θερμοκρασίας κοπής που προκαλείται από κακή θερμική αγωγιμότητα του υλικού και καθιστά το τεμάχιο εργασίας τοπικά ψυχρό και εύθραυστο. Η εταιρεία Nuclear AMRC στο Ηνωμένο Βασίλειο χρησιμοποίησε με επιτυχία αέριο διοξειδίου του άνθρακα υψηλής πίεσης για την ψύξη της διαδικασίας επεξεργασίας κράματος τιτανίου. Σε σύγκριση με την κατάσταση ξηρής κοπής, η ανάλυση δείχνει ότι η επεξεργασία με κρυογονική ψύξη μπορεί όχι μόνο να μειώσει τη δύναμη κοπής και να βελτιώσει την ποιότητα της επιφάνειας κοπής, αλλά και να μειώσει αποτελεσματικά τη φθορά του εργαλείου και να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου. Επιπλέον, η επεξεργασία με υποβοήθηση κραδασμών με υπερήχους [11, 12] (βλ. Εικόνα 3γ) είναι επίσης μια αποτελεσματική μέθοδος για την αποτελεσματική κοπή υλικών που δύσκολα επεξεργάζονται. Με την εφαρμογή κραδασμών υψηλής συχνότητας, μικρού πλάτους στο εργαλείο, επιτυγχάνεται διακοπτόμενος διαχωρισμός μεταξύ του εργαλείου και του τεμαχίου εργασίας κατά τη διαδικασία μηχανικής κατεργασίας, που αλλάζει τον μηχανισμό αφαίρεσης υλικού, ενισχύει τη σταθερότητα της δυναμικής κοπής, αποφεύγει αποτελεσματικά την τριβή μεταξύ του εργαλείου και της επεξεργασμένης επιφάνειας, μειώνει τη θερμοκρασία κοπής και τη δύναμη κοπής. Τα εξαιρετικά αποτελέσματα της διαδικασίας έχουν λάβει ευρεία προσοχή.

2.2 Επιλογή υλικών εργαλείων

Για δύσκολα στην κοπή υλικά όπως τα κράματα τιτανίου, η βελτιστοποίηση των υλικών εργαλείων μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τα αποτελέσματα κοπής [8, 13]. Μελέτες έχουν δείξει ότι για την επεξεργασία κράματος τιτανίου, μπορούν να επιλεγούν διαφορετικά εργαλεία ανάλογα με την ταχύτητα επεξεργασίας. Για κοπή χαμηλής ταχύτητας χρησιμοποιείται χάλυβας υψηλής ταχύτητας υψηλής ταχύτητας με υψηλή περιεκτικότητα σε κοβάλτιο, για κοπή μέσης ταχύτητας χρησιμοποιούνται εργαλεία τσιμεντοειδούς καρβιδίου με επίστρωση οξειδίου του αλουμινίου και για κοπή υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούνται εργαλεία κυβικού νιτριδίου του βορίου (CBN). για την επεξεργασία κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας, για επεξεργασία θα πρέπει να χρησιμοποιούνται εργαλεία χάλυβα υψηλής ταχύτητας υψηλής ταχύτητας με βανάδιο ή καρβίδιο με τσιμέντο YG με υψηλή σκληρότητα και καλή αντοχή στη φθορά.

2.3 Βέλτιστες παράμετροι κοπής

Οι παράμετροι κοπής είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας που επηρεάζει το αποτέλεσμα μηχανικής κατεργασίας. Η χρήση κατάλληλων παραμέτρων κοπής για τα αντίστοιχα υλικά μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την ποιότητα και την απόδοση της κατεργασίας. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την παράμετρο της ταχύτητας κοπής, η χαμηλή ταχύτητα κοπής μπορεί εύκολα να σχηματίσει μια πυκνή περιοχή ακμών στην επιφάνεια του υλικού, μειώνοντας την ακρίβεια της κατεργασίας της επιφάνειας. Η υψηλή ταχύτητα κοπής μπορεί εύκολα να προκαλέσει συσσώρευση θερμότητας, προκαλώντας εγκαύματα στο τεμάχιο εργασίας και στο εργαλείο. Από αυτή την άποψη, η ομάδα του καθηγητή Zhai Yuansheng στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χαρμπίν ανέλυσε τις μηχανικές και φυσικές ιδιότητες των συνήθως χρησιμοποιούμενων δύσκολα στη μηχανή υλικών και συνόψισε έναν συνιστώμενο πίνακα ταχυτήτων κοπής για δύσκολα στη μηχανή υλικά μέσω πειραμάτων ορθογώνιας μηχανικής [14] (βλ. Πίνακα 1). Η χρήση των εργαλείων και των ταχυτήτων κοπής που προτείνονται στον πίνακα για τη μηχανική κατεργασία μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τα ελαττώματα της μηχανικής κατεργασίας και τη φθορά του εργαλείου και να βελτιώσει την ποιότητα της κατεργασίας.

3 Τεχνολογία κατεργασίας CNC ακριβείας για σύνθετες επιφάνειες λεπίδων

Τα τελευταία χρόνια, με την ταχεία ανάπτυξη της αεροπορικής βιομηχανίας και την αυξανόμενη ζήτηση της αγοράς, οι απαιτήσεις για αποτελεσματική και ακριβή επεξεργασία λεπίδων λεπτού τοιχώματος έχουν αυξηθεί ολοένα και περισσότερο και η ζήτηση για τεχνολογία ελέγχου παραμόρφωσης υψηλότερης ακρίβειας έχει γίνει πιο επείγουσα. Στο πλαίσιο της έξυπνης τεχνολογίας κατασκευής, ο συνδυασμός της σύγχρονης ηλεκτρονικής τεχνολογίας πληροφοριών για την επίτευξη έξυπνου ελέγχου της παραμόρφωσης και των κραδασμών της επεξεργασίας των λεπίδων του κινητήρα του αεροσκάφους έχει γίνει ένα καυτό θέμα για πολλούς ερευνητές. Η εισαγωγή έξυπνων συστημάτων CNC στην επεξεργασία ακριβείας σύνθετων καμπυλωτών επιφανειών λεπίδων και η ενεργή αντιστάθμιση σφαλμάτων στη διαδικασία επεξεργασίας που βασίζονται σε έξυπνα συστήματα CNC, μπορεί να καταστείλει αποτελεσματικά την παραμόρφωση και τους κραδασμούς.

Για την ενεργή αντιστάθμιση σφαλμάτων στη διαδικασία κατεργασίας, προκειμένου να επιτευχθεί η βελτιστοποίηση και ο έλεγχος των παραμέτρων μηχανουργικής κατεργασίας, όπως η διαδρομή του εργαλείου, είναι απαραίτητο να ληφθεί πρώτα η επίδραση των παραμέτρων της διαδικασίας στην παραμόρφωση και τους κραδασμούς της μηχανικής κατεργασίας. Υπάρχουν δύο ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι: η μία είναι η ανάλυση και η αιτιολογία των αποτελεσμάτων κάθε εργαλείου που περνούν από τη μέτρηση στο μηχάνημα και την ανάλυση σφαλμάτων [15]. Το άλλο είναι η δημιουργία ενός μοντέλου πρόβλεψης για την κατεργασία της παραμόρφωσης και των κραδασμών μέσω μεθόδων όπως η δυναμική ανάλυση [16], η μοντελοποίηση πεπερασμένων στοιχείων [17], τα πειράματα [18] και τα νευρωνικά δίκτυα [19] (βλ. Εικόνα 4).

Με βάση το παραπάνω μοντέλο πρόβλεψης ή την τεχνολογία μέτρησης στο μηχάνημα, οι άνθρωποι μπορούν να βελτιστοποιήσουν και ακόμη και να ελέγξουν τις παραμέτρους μηχανικής κατεργασίας σε πραγματικό χρόνο. Η κύρια κατεύθυνση είναι να αντισταθμιστούν τα σφάλματα που προκαλούνται από την παραμόρφωση και τους κραδασμούς με τον επανασχεδιασμό της διαδρομής του εργαλείου. Η συνήθως χρησιμοποιούμενη μέθοδος προς αυτή την κατεύθυνση είναι η «μέθοδος αντιστάθμισης καθρέφτη» [20] (βλ. Εικόνα 5). Αυτή η μέθοδος αντισταθμίζει την παραμόρφωση μιας μόνο κοπής διορθώνοντας την ονομαστική τροχιά του εργαλείου. Ωστόσο, μια μόνο αντιστάθμιση θα προκαλέσει νέα παραμόρφωση μηχανικής κατεργασίας. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια επαναληπτική σχέση μεταξύ της δύναμης κοπής και της παραμόρφωσης μηχανικής κατεργασίας μέσω πολλαπλών αντισταθμίσεων για να διορθωθεί η παραμόρφωση μία προς μία. Εκτός από τη μέθοδο της ενεργητικής αντιστάθμισης σφαλμάτων που βασίζεται στον σχεδιασμό διαδρομής εργαλείου, πολλοί μελετητές μελετούν επίσης πώς να ελέγχουν την παραμόρφωση και τους κραδασμούς βελτιστοποιώντας και ελέγχοντας τις παραμέτρους κοπής και τις παραμέτρους του εργαλείου. Για την κοπή ενός συγκεκριμένου τύπου λεπίδας κινητήρα αεροσκάφους, οι παράμετροι μηχανικής κατεργασίας άλλαξαν για πολλαπλούς γύρους ορθογώνιων δοκιμών. Με βάση τα δεδομένα της δοκιμής, αναλύθηκε η επίδραση κάθε παραμέτρου κοπής και παραμέτρου εργαλείου στην παραμόρφωση της μηχανικής κατεργασίας της λεπίδας και στην απόκριση κραδασμών [21-23]. Ένα εμπειρικό μοντέλο πρόβλεψης καθιερώθηκε για τη βελτιστοποίηση των παραμέτρων μηχανικής κατεργασίας, την αποτελεσματική μείωση της παραμόρφωσης της μηχανικής κατεργασίας και την καταστολή των κραδασμών κοπής.

Με βάση τα παραπάνω μοντέλα και μεθόδους, πολλές εταιρείες έχουν αναπτύξει ή βελτιώσει τα συστήματα CNC των κέντρων κατεργασίας CNC για την επίτευξη προσαρμοστικού ελέγχου σε πραγματικό χρόνο των παραμέτρων επεξεργασίας εξαρτημάτων λεπτού τοιχώματος. Το βέλτιστο σύστημα άλεσης της εταιρείας OMAT του Ισραήλ [24] είναι ένας τυπικός εκπρόσωπος σε αυτόν τον τομέα. Προσαρμόζει κυρίως την ταχύτητα τροφοδοσίας μέσω προσαρμοστικής τεχνολογίας για να επιτύχει το σκοπό της άλεσης σταθερής δύναμης και να πραγματοποιήσει επεξεργασία σύνθετων προϊόντων υψηλής απόδοσης και υψηλής ποιότητας. Επιπλέον, το Beijing Jingdiao εφάρμοσε επίσης παρόμοια τεχνολογία στην κλασική τεχνική περίπτωση της ολοκλήρωσης της χάραξης του μοτίβου της επιφάνειας του κελύφους του αυγού μέσω προσαρμοστικής αντιστάθμισης μέτρησης στο μηχάνημα [25]. Ο THERRIEN της GE στις Ηνωμένες Πολιτείες [26] πρότεινε μια μέθοδο διόρθωσης σε πραγματικό χρόνο για τους κώδικες κατεργασίας CNC κατά τη μηχανική κατεργασία, η οποία παρείχε ένα βασικό τεχνικό μέσο για προσαρμοστική κατεργασία και έλεγχο σε πραγματικό χρόνο σύνθετων λεπίδων λεπτού τοιχώματος. Το αυτοματοποιημένο σύστημα επισκευής εξαρτημάτων τουρμπίνας κινητήρων αεροσκαφών (AROSATEC) της Ευρωπαϊκής Ένωσης πραγματοποιεί προσαρμοστική άλεση ακριβείας μετά την επισκευή του πτερυγίου με κατασκευή πρόσθετων και έχει εφαρμοστεί στην παραγωγή επισκευής πτερυγίων της γερμανικής εταιρείας MTU και της ιρλανδικής εταιρείας SIFCO [27].

4. Βελτίωση της ακαμψίας επεξεργασίας με βάση τον έξυπνο εξοπλισμό διεργασιών

Η χρήση έξυπνου εξοπλισμού διεργασίας για τη βελτίωση της ακαμψίας του συστήματος διεργασίας και τη βελτίωση των χαρακτηριστικών απόσβεσης είναι επίσης ένας αποτελεσματικός τρόπος για την καταστολή της παραμόρφωσης και των κραδασμών της επεξεργασίας λεπίδων με λεπτό τοίχωμα, τη βελτίωση της ακρίβειας επεξεργασίας και τη βελτίωση της ποιότητας της επιφάνειας. Τα τελευταία χρόνια, ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικού εξοπλισμού διεργασίας έχει χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία διαφόρων τύπων λεπίδων αεροκινητήρων [28]. Δεδομένου ότι τα πτερύγια των αεροκινητήρων έχουν γενικά λεπτά τοιχώματα και ακανόνιστα δομικά χαρακτηριστικά, μικρή περιοχή σύσφιξης και τοποθέτησης, χαμηλή ακαμψία επεξεργασίας και τοπική παραμόρφωση υπό την επίδραση φορτίων κοπής, ο εξοπλισμός επεξεργασίας λεπίδων συνήθως εφαρμόζει βοηθητική στήριξη στο τεμάχιο εργασίας με βάση την ικανοποίηση της αρχής βελτιστοποίησης τοποθέτησης του συστήματος ακαμψίας και πίεσης των έξι σημείων [29] [XNUMX] [XNUMX] [XNUMX] άκαμπτο σύστημα βελτιστοποίησης και τοπικής πίεσης. παραμόρφωση επεξεργασίας. Οι επιφάνειες με λεπτά τοιχώματα και ακανόνιστες καμπύλες θέτουν δύο απαιτήσεις για την τοποθέτηση και τη σύσφιξη του εργαλείου: πρώτον, η δύναμη σύσφιξης ή η δύναμη επαφής του εργαλείου θα πρέπει να κατανέμεται όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα στην καμπύλη επιφάνεια για να αποφευχθεί η σοβαρή τοπική παραμόρφωση του τεμαχίου υπό την επίδραση της δύναμης σύσφιξης. Δεύτερον, τα στοιχεία τοποθέτησης, σύσφιξης και βοηθητικής στήριξης του εργαλείου πρέπει να ταιριάζουν καλύτερα με την πολύπλοκη καμπύλη επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να δημιουργήσουν ομοιόμορφη δύναμη επιφανειακής επαφής σε κάθε σημείο επαφής. Σε απάντηση σε αυτές τις δύο απαιτήσεις, οι μελετητές έχουν προτείνει ένα ευέλικτο σύστημα εργαλείων. Τα ευέλικτα συστήματα εργαλείων μπορούν να χωριστούν σε ευέλικτα εργαλεία αλλαγής φάσης και προσαρμοστικά εύκαμπτα εργαλεία. Το εύκαμπτο εργαλείο αλλαγής φάσης χρησιμοποιεί τις αλλαγές στην ακαμψία και την απόσβεση πριν και μετά την αλλαγή φάσης του ρευστού: το ρευστό στην υγρή φάση ή στην κινητή φάση έχει χαμηλή ακαμψία και απόσβεση και μπορεί να προσαρμοστεί στη σύνθετη καμπύλη επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας υπό χαμηλή πίεση. Στη συνέχεια, το ρευστό μετατρέπεται σε στερεή φάση ή στερεοποιείται από εξωτερικές δυνάμεις όπως ηλεκτρισμός/μαγνητισμός/θερμότητα, και η ακαμψία και η απόσβεση βελτιώνονται σημαντικά, παρέχοντας έτσι ομοιόμορφη και εύκαμπτη υποστήριξη για το τεμάχιο εργασίας και καταστέλλοντας την παραμόρφωση και τους κραδασμούς.

Ο εξοπλισμός διεργασίας στην παραδοσιακή τεχνολογία επεξεργασίας των πτερυγίων κινητήρων αεροσκαφών είναι η χρήση υλικών αλλαγής φάσης όπως κράματα χαμηλού σημείου τήξης για την πλήρωση βοηθητικού υποστηρίγματος. Δηλαδή, αφού το ακατέργαστο τεμάχιο εργασίας τοποθετηθεί και σφίξει σε έξι σημεία, η αναφορά τοποθέτησης του τεμαχίου χυτεύεται σε ένα μπλοκ χύτευσης μέσω του κράματος χαμηλού σημείου τήξης για να παρέχει βοηθητική υποστήριξη για το τεμάχιο εργασίας, και η τοποθέτηση σύνθετου σημείου μετατρέπεται σε κανονική τοποθέτηση επιφάνειας και στη συνέχεια πραγματοποιείται η επεξεργασία ακριβείας του προς επεξεργασία εξαρτήματος (βλ. σχ. 6). Αυτή η μέθοδος διαδικασίας έχει προφανή ελαττώματα: η μετατροπή αναφοράς τοποθέτησης οδηγεί σε μείωση της ακρίβειας τοποθέτησης. η προετοιμασία παραγωγής είναι περίπλοκη και η χύτευση και η τήξη του κράματος χαμηλού σημείου τήξης επιφέρει επίσης προβλήματα υπολειμμάτων και καθαρισμού στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας. Ταυτόχρονα, οι συνθήκες χύτευσης και τήξης είναι επίσης σχετικά κακές [30]. Προκειμένου να επιλυθούν τα παραπάνω ελαττώματα της διαδικασίας, μια κοινή μέθοδος είναι η εισαγωγή μιας δομής στήριξης πολλαπλών σημείων σε συνδυασμό με ένα υλικό αλλαγής φάσης [31]. Το άνω άκρο της δομής στήριξης έρχεται σε επαφή με το τεμάχιο εργασίας για τοποθέτηση και το κάτω άκρο βυθίζεται στον θάλαμο κράματος χαμηλού σημείου τήξης. Η εύκαμπτη βοηθητική στήριξη επιτυγχάνεται με βάση τα χαρακτηριστικά αλλαγής φάσης του κράματος χαμηλού σημείου τήξης. Αν και η εισαγωγή μιας δομής στήριξης μπορεί να αποφύγει επιφανειακά ελαττώματα που προκαλούνται από κράματα χαμηλού σημείου τήξης που έρχονται σε επαφή με τις λεπίδες, λόγω των περιορισμών απόδοσης των υλικών αλλαγής φάσης, τα εύκαμπτα εργαλεία αλλαγής φάσης δεν μπορούν να ανταποκριθούν ταυτόχρονα στις δύο κύριες απαιτήσεις της υψηλής ακαμψίας και της υψηλής ταχύτητας απόκρισης και είναι δύσκολο να εφαρμοστεί σε αυτοματοποιημένη παραγωγή υψηλής απόδοσης.

Προκειμένου να λυθούν τα μειονεκτήματα των ευέλικτων εργαλείων αλλαγής φάσης, πολλοί μελετητές έχουν ενσωματώσει την έννοια της προσαρμογής στην έρευνα και ανάπτυξη ευέλικτων εργαλείων. Τα προσαρμοστικά εύκαμπτα εργαλεία μπορούν να ταιριάξουν προσαρμοστικά σύνθετα σχήματα λεπίδων και πιθανά σφάλματα σχήματος μέσω ηλεκτρομηχανικών συστημάτων. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η δύναμη επαφής κατανέμεται ομοιόμορφα σε ολόκληρη τη λεπίδα, το εργαλείο συνήθως χρησιμοποιεί βοηθητικά στηρίγματα πολλαπλών σημείων για να σχηματίσει μια μήτρα στήριξης. Η ομάδα του Wang Hui στο Πανεπιστήμιο Tsinghua πρότεινε έναν ευέλικτο βοηθητικό εξοπλισμό διεργασίας υποστήριξης πολλαπλών σημείων κατάλληλο για επεξεργασία λεπίδας σε σχήμα σχεδόν διχτυού [32, 33] (βλ. Εικόνα 7). Το εργαλείο χρησιμοποιεί πολλαπλά στοιχεία σύσφιξης εύκαμπτου υλικού για να βοηθήσει στη στήριξη της επιφάνειας της λεπίδας της λεπίδας σχεδόν σε σχήμα διχτυού, αυξάνοντας την περιοχή επαφής του ​​κάθε περιοχή επαφής και διασφαλίζοντας ότι η δύναμη σύσφιξης κατανέμεται ομοιόμορφα σε κάθε τμήμα επαφής και σε ολόκληρη τη λεπίδα, βελτιώνοντας έτσι την ακαμψία του συστήματος διεργασίας και αποτρέποντας αποτελεσματικά την τοπική παραμόρφωση της λεπίδας. Το εργαλείο έχει πολλαπλούς παθητικούς βαθμούς ελευθερίας, οι οποίοι μπορούν να ταιριάξουν προσαρμοστικά με το σχήμα της λεπίδας και το σφάλμα της, αποφεύγοντας την υπερβολική τοποθέτηση. Εκτός από την επίτευξη προσαρμοστικής υποστήριξης μέσω εύκαμπτων υλικών, η αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής εφαρμόζεται επίσης στην έρευνα και ανάπτυξη προσαρμοστικών εύκαμπτων εργαλείων. Η ομάδα του Yang Yiqing στο Πανεπιστήμιο Αεροναυπηγικής και Αστροναυτικής του Πεκίνου εφηύρε μια βοηθητική συσκευή υποστήριξης βασισμένη στην αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής [34]. Το εργαλείο χρησιμοποιεί ένα εύκαμπτο βοηθητικό στήριγμα που διεγείρεται από ένα ηλεκτρομαγνητικό σήμα, το οποίο μπορεί να αλλάξει τα χαρακτηριστικά απόσβεσης του συστήματος διεργασίας. Κατά τη διαδικασία σύσφιξης, το βοηθητικό στήριγμα ταιριάζει προσαρμοστικά με το σχήμα του τεμαχίου εργασίας υπό τη δράση ενός μόνιμου μαγνήτη. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, η δόνηση που δημιουργείται από το τεμάχιο εργασίας θα μεταδοθεί στο βοηθητικό στήριγμα και η αντίστροφη ηλεκτρομαγνητική δύναμη θα διεγείρεται σύμφωνα με την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, καταστέλλοντας έτσι τη δόνηση της επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας με λεπτό τοίχωμα.

Επί του παρόντος, στη διαδικασία σχεδιασμού του εξοπλισμού διεργασίας, η ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων, ο γενετικός αλγόριθμος και άλλες μέθοδοι χρησιμοποιούνται γενικά για τη βελτιστοποίηση της διάταξης των βοηθητικών στηρίξεων πολλαπλών σημείων [35]. Ωστόσο, το αποτέλεσμα βελτιστοποίησης μπορεί συνήθως μόνο να διασφαλίσει ότι η παραμόρφωση επεξεργασίας σε ένα σημείο ελαχιστοποιείται και δεν μπορεί να εγγυηθεί ότι το ίδιο αποτέλεσμα καταστολής παραμόρφωσης μπορεί να επιτευχθεί σε άλλα μέρη επεξεργασίας. Στη διαδικασία επεξεργασίας λεπίδων, συνήθως εκτελούνται μια σειρά από περάσματα εργαλείων στο τεμάχιο εργασίας στην ίδια εργαλειομηχανή, αλλά οι απαιτήσεις σύσφιξης για την επεξεργασία διαφορετικών εξαρτημάτων είναι διαφορετικές και μπορεί ακόμη και να ποικίλλουν χρονικά. Για τη μέθοδο στατικής στήριξης πολλαπλών σημείων, εάν βελτιωθεί η ακαμψία του συστήματος διεργασίας αυξάνοντας τον αριθμό των βοηθητικών στηρίξεων, αφενός θα αυξηθεί η μάζα και ο όγκος του εργαλείου και, αφετέρου, ο χώρος κίνησης του εργαλείου θα συμπιεστεί. Εάν η θέση του βοηθητικού στηρίγματος επαναρυθμιστεί κατά την επεξεργασία διαφορετικών εξαρτημάτων, η διαδικασία επεξεργασίας αναπόφευκτα θα διακοπεί και η απόδοση επεξεργασίας θα μειωθεί. Ως εκ τούτου, έχει προταθεί εξοπλισμός διαδικασίας παρακολούθησης [36-38] που προσαρμόζει αυτόματα τη διάταξη υποστήριξης και τη δύναμη υποστήριξης στο διαδίκτυο σύμφωνα με τη διαδικασία επεξεργασίας. Ο εξοπλισμός της διαδικασίας παρακολούθησης (βλ. Εικόνα 8) μπορεί να επιτύχει δυναμική υποστήριξη μέσω της συντονισμένης συνεργασίας του εργαλείου και του εργαλείου με βάση την τροχιά του εργαλείου και τις αλλαγές συνθηκών εργασίας της χρονικά μεταβαλλόμενης διαδικασίας κοπής πριν ξεκινήσει οποιαδήποτε διαδικασία επεξεργασίας: πρώτα μετακινήστε το βοηθητικό στήριγμα σε μια θέση που βοηθά στην καταστολή της τρέχουσας παραμόρφωσης επεξεργασίας, έτσι ώστε η περιοχή επεξεργασίας το τεμάχιο εργασίας στηρίζεται ενεργά, ενώ άλλα μέρη του τεμαχίου παραμένουν στη θέση τους με όσο το δυνατόν λιγότερη επαφή, ταιριάζοντας έτσι με τις χρονικά μεταβαλλόμενες απαιτήσεις σύσφιξης κατά τη διαδικασία επεξεργασίας.

Προκειμένου να ενισχυθεί περαιτέρω η ικανότητα προσαρμοστικής δυναμικής υποστήριξης του εξοπλισμού διεργασίας, να ανταποκριθεί στις πιο σύνθετες απαιτήσεις σύσφιξης στη διαδικασία επεξεργασίας και να βελτιωθεί η ποιότητα και η αποτελεσματικότητα της παραγωγής επεξεργασίας λεπίδων, η βοηθητική υποστήριξη παρακολούθησης επεκτείνεται σε μια ομάδα που αποτελείται από πολλαπλά δυναμικά βοηθητικά στηρίγματα. Κάθε δυναμική βοηθητική υποστήριξη απαιτείται για τον συντονισμό των ενεργειών και την αυτόματη και γρήγορη ανακατασκευή της επαφής μεταξύ της ομάδας υποστήριξης και του τεμαχίου εργασίας σύμφωνα με τις χρονικά μεταβαλλόμενες απαιτήσεις της διαδικασίας κατασκευής. Η διαδικασία ανακατασκευής δεν παρεμβαίνει στην τοποθέτηση ολόκληρου του τεμαχίου εργασίας και δεν προκαλεί τοπική μετατόπιση ή δόνηση. Ο εξοπλισμός διεργασίας που βασίζεται σε αυτήν την ιδέα ονομάζεται αυτο-επαναδιαμορφώσιμος εξοπλισμός ομάδας [39], ο οποίος έχει τα πλεονεκτήματα της ευελιξίας, της δυνατότητας επαναδιαμόρφωσης και της αυτονομίας. Το αυτο-αναδιαμορφώσιμο ομαδικό εξάρτημα μπορεί να εκχωρήσει πολλαπλά βοηθητικά στηρίγματα σε διαφορετικές θέσεις στην υποστηριζόμενη επιφάνεια σύμφωνα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας κατασκευής και μπορεί να προσαρμοστεί σε σύνθετα τεμάχια εργασίας με μεγάλη επιφάνεια, διασφαλίζοντας παράλληλα επαρκή ακαμψία και εξαλείφοντας τα περιττά στηρίγματα. Η μέθοδος εργασίας του εξαρτήματος είναι ότι ο ελεγκτής στέλνει οδηγίες σύμφωνα με το προγραμματισμένο πρόγραμμα και η κινητή βάση φέρνει το στοιχείο στήριξης στη θέση στόχο σύμφωνα με τις οδηγίες. Το στοιχείο στήριξης προσαρμόζεται στο τοπικό γεωμετρικό σχήμα του τεμαχίου εργασίας για να επιτευχθεί συμβατή στήριξη. Τα δυναμικά χαρακτηριστικά (ακαμψία και απόσβεση) της περιοχής επαφής μεταξύ ενός μεμονωμένου στοιχείου στήριξης και του τοπικού τεμαχίου μπορούν να ελεγχθούν αλλάζοντας τις παραμέτρους του στοιχείου στήριξης (για παράδειγμα, το υδραυλικό στοιχείο στήριξης μπορεί συνήθως να αλλάξει την υδραυλική πίεση εισόδου για να αλλάξει τα χαρακτηριστικά επαφής). Τα δυναμικά χαρακτηριστικά του συστήματος διεργασίας διαμορφώνονται από τη σύζευξη των δυναμικών χαρακτηριστικών της περιοχής επαφής μεταξύ πολλαπλών στοιχείων στήριξης και του τεμαχίου εργασίας και σχετίζονται με τις παραμέτρους κάθε στοιχείου στήριξης και τη διάταξη της ομάδας στοιχείων στήριξης. Ο σχεδιασμός του σχεδίου ανακατασκευής στήριξης πολλαπλών σημείων του αυτο-επαναδιαμορφώσιμου ομαδικού εξαρτήματος πρέπει να λάβει υπόψη τα ακόλουθα τρία ζητήματα: προσαρμογή στο γεωμετρικό σχήμα του τεμαχίου εργασίας, γρήγορη επανατοποθέτηση των στοιχείων στήριξης και συντονισμένη συνεργασία πολλαπλών σημείων στήριξης [40]. Επομένως, όταν χρησιμοποιείτε το αυτο-αναδιαμορφώσιμο εξάρτημα ομάδας, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε το σχήμα του τεμαχίου εργασίας, τα χαρακτηριστικά φορτίου και τις εγγενείς οριακές συνθήκες ως είσοδο για την επίλυση της διάταξης στήριξης πολλών σημείων και των παραμέτρων υποστήριξης υπό διαφορετικές συνθήκες επεξεργασίας, τον σχεδιασμό της διαδρομής κίνησης υποστήριξης πολλών σημείων, τη δημιουργία κώδικα ελέγχου από τα αποτελέσματα της λύσης και την εισαγωγή του στον ελεγκτή. Προς το παρόν, εγχώριοι και ξένοι μελετητές έχουν πραγματοποιήσει κάποια έρευνα και προσπάθειες για αυτο-αναδιαμορφώσιμα ομαδικά φωτιστικά. Σε ξένες χώρες, το έργο της ΕΕ SwarmItFIX ανέπτυξε ένα νέο εξαιρετικά προσαρμόσιμο αυτο-αναδιαμορφώσιμο σύστημα εξαρτημάτων [41], το οποίο χρησιμοποιεί ένα σύνολο κινητών βοηθητικών στηρίξεων για να μετακινείται ελεύθερα στον πάγκο εργασίας και να επανατοποθετείται σε πραγματικό χρόνο για να υποστηρίζει καλύτερα τα επεξεργασμένα εξαρτήματα. Το πρωτότυπο του συστήματος SwarmItFIX έχει εφαρμοστεί σε αυτό το έργο (βλ. Εικόνα 9α) και δοκιμάστηκε στο χώρο ενός Ιταλού κατασκευαστή αεροσκαφών. Στην Κίνα, η ομάδα του Wang Hui στο Πανεπιστήμιο Tsinghua έχει αναπτύξει έναν πάγκο εργασίας στήριξης σύσφιξης τεσσάρων σημείων που μπορεί να ελεγχθεί σε συντονισμό με μια εργαλειομηχανή [42] (βλ. Εικόνα 9β). Αυτός ο πάγκος εργασίας μπορεί να υποστηρίξει τον πρόβολο και να αποφύγει αυτόματα το εργαλείο κατά τη διάρκεια της λεπτής κατεργασίας του τέλους ενός πτερυγίου στροβίλου.

5 Συζήτηση για τις μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης

5.1 Νέα Υλικά

Καθώς οι απαιτήσεις σχεδιασμού αναλογίας ώσης προς βάρος των κινητήρων αεροσκαφών συνεχίζουν να αυξάνονται, ο αριθμός των εξαρτημάτων μειώνεται σταδιακά και το επίπεδο πίεσης των εξαρτημάτων γίνεται όλο και υψηλότερο. Η απόδοση των δύο κύριων παραδοσιακών δομικών υλικών υψηλής θερμοκρασίας έχει φτάσει στα όριά της. Τα τελευταία χρόνια, νέα υλικά για λεπίδες κινητήρων αεροσκαφών έχουν αναπτυχθεί γρήγορα και όλο και περισσότερα υλικά υψηλής απόδοσης χρησιμοποιούνται για την κατασκευή λεπίδων με λεπτά τοιχώματα. Ανάμεσά τους, γ-Το κράμα TiAl[43] έχει εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή ειδική αντοχή, αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και καλή αντοχή στην οξείδωση. Ταυτόχρονα, η πυκνότητά του είναι 3.9 g/cm3, που είναι μόνο η μισή από αυτή των κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας. Στο μέλλον, έχει μεγάλες δυνατότητες ως λεπίδα στο εύρος θερμοκρασίας 700-800℃. Αν και γ-Το κράμα TiAl έχει εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, η υψηλή σκληρότητα, η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, η χαμηλή αντοχή στη θραύση και η υψηλή ευθραυστότητα οδηγούν σε κακή ακεραιότητα επιφάνειας και χαμηλή ακρίβεια γ-Υλικό κράματος TiAl κατά την κοπή, το οποίο επηρεάζει σοβαρά τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων. Ως εκ τούτου, η μεταποιητική έρευνα του γ-Το κράμα TiAl έχει σημαντική θεωρητική σημασία και αξία και αποτελεί σημαντική ερευνητική κατεύθυνση της τρέχουσας τεχνολογίας επεξεργασίας λεπίδων.

5.2 Χρονικά μεταβαλλόμενη προσαρμοστική επεξεργασία

Τα πτερύγια του αεροκινητήρα έχουν πολύπλοκες καμπύλες επιφάνειες και απαιτούν υψηλή ακρίβεια σχήματος. Επί του παρόντος, η κατεργασία ακριβείας τους χρησιμοποιεί κυρίως γεωμετρικές προσαρμοστικές μεθόδους κατεργασίας που βασίζονται στον σχεδιασμό διαδρομής και την ανακατασκευή μοντέλων. Αυτή η μέθοδος μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τον αντίκτυπο των σφαλμάτων που προκαλούνται από την τοποθέτηση, τη σύσφιξη κ.λπ. στην ακρίβεια κατεργασίας της λεπίδας. Επιρροή. Ωστόσο, λόγω του ανομοιόμορφου πάχους της λεπίδας σφυρηλάτησης μήτρας, το βάθος κοπής σε διαφορετικές περιοχές του εργαλείου είναι διαφορετικό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κοπής σύμφωνα με την προγραμματισμένη διαδρομή, γεγονός που φέρνει αβέβαιους παράγοντες στη διαδικασία κοπής και επηρεάζει τη σταθερότητα της επεξεργασίας. Στο μέλλον, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προσαρμοστικής κατεργασίας CNC, οι πραγματικές αλλαγές κατάστασης μηχανικής κατεργασίας θα πρέπει να παρακολουθούνται καλύτερα [44], βελτιώνοντας έτσι σημαντικά την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας σύνθετων καμπυλωτών επιφανειών και διαμορφώνοντας μια χρονικά μεταβαλλόμενη προσαρμοστική μέθοδο κατεργασίας ελέγχου που προσαρμόζει τις παραμέτρους κοπής με βάση δεδομένα ανάδρασης σε πραγματικό χρόνο.

5.3 Έξυπνος εξοπλισμός διεργασιών

Ως ο μεγαλύτερος τύπος εξαρτημάτων στον κινητήρα, η κατασκευαστική απόδοση των λεπίδων επηρεάζει άμεσα τη συνολική απόδοση κατασκευής του κινητήρα και η ποιότητα κατασκευής των λεπίδων επηρεάζει άμεσα την απόδοση και τη διάρκεια ζωής του κινητήρα. Ως εκ τούτου, η έξυπνη κατεργασία ακριβείας των λεπίδων έχει γίνει η κατεύθυνση ανάπτυξης της κατασκευής λεπίδων κινητήρα στον κόσμο σήμερα. Η έρευνα και η ανάπτυξη εργαλειομηχανών και εξοπλισμού επεξεργασίας είναι το κλειδί για την υλοποίηση της έξυπνης επεξεργασίας λεπίδων. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας CNC, το επίπεδο νοημοσύνης των εργαλειομηχανών έχει βελτιωθεί γρήγορα και η ικανότητα επεξεργασίας και παραγωγής έχει βελτιωθεί σημαντικά. Επομένως, η έρευνα και η ανάπτυξη και η καινοτομία έξυπνου εξοπλισμού διεργασιών είναι μια σημαντική κατεύθυνση ανάπτυξης για την αποτελεσματική και ακριβή κατεργασία λεπίδων λεπτού τοιχώματος. Οι εξαιρετικά ευφυείς εργαλειομηχανές CNC συνδυάζονται με τον εξοπλισμό διεργασίας για να σχηματίσουν ένα έξυπνο σύστημα επεξεργασίας λεπίδων (βλ. Εικόνα 10), το οποίο πραγματοποιεί υψηλής ακρίβειας, υψηλής απόδοσης και προσαρμοστική κατεργασία CNC λεπίδων με λεπτά τοιχώματα.