Od vatre do leta: Otkrivanje čuda termalne tehnologije u proizvodnji avionskih motornih dijelova - Recrystallization

Tehnika inhibitiranja

Odlična svojstva jednokristalnog superlegura uglavnom su posljedica uklanjanja granica zrnatine jednokristalnih lopatica, a rekristalizacija će znatno smanjiti visoko temperaturnu otpornost izvorne jednokristalne legure. Nakon lisanja jednokristalne lopaticе, potrebno je izvršiti obradu gasne filmske rupice, šlifiranje zubova, freziranje ruba ploče, spajanje lisanih otvora na vrhu lopatica, toplinsku obradu, montažu i druge daljnje obradne radove. Tijekom rada motora, lopatica je izložena utjecaju tople i hladne zrake, visokim temperaturama, ogromnim opterećenjima i jake vibraciji tijekom brzog rotiranja, što može uzrokovati rekristalizaciju. Do danas je bilo nekoliko pojava oštećenja turbine lopatica. Stoga se u zadnje vrijeme, domaće i inozemne istraživanja koriste preobnova toplinskom obradom, karburiranjem, nalaganjem omota i uklanjanjem sloja deformacije na površini te druge povezane metode za sprečavanje rekristalizacije i dodavanje elemenata za jačanje granica u radu popravke rekristalizacije.

Tehnologija 3D štampanja

3D štampanje, poznato i kao aditivna proizvodnja, integrira CAD, CAM, prašno metalurgiju, laser obradu i druge tehnologije. Koristeći tehniku 3D štampanja, možemo pretvoriti misaoni proces "mozga" u trodimenzionalnu stvarnost i načrtati sliku dijela na računalu u "stvaran" dio. Tehnologija 3D štampanja izazvala je "revolucionarnu" promjenu u konceptu i tehnologiji obrade proizvodnje. Univerzitet Monash u Australiji uspješno je izradio prvi u svijetu 3D naštampani avijski motor. Isto vrijeme, surađuje s Boeingom, Airbus Group i Safran Group da pruži 3D naštampane prototipe motora za Boeing i druge tvrtke za probne letove. S pomoću 3D štampanja, vrijeme proizvodnje motornih dijelova se može skratiti s tri mjeseca na šest dana.

U Kini, tehnologiju 3D štampanja koristilo se za popravak i ponovno korištenje dijelova s rubnog oštećenja lopatica rotora visokotlaka turoventilnog motora. Tehnologija 3D štampanja već se koristi za proizvodnju nepodupirnih dijelova i statičnih dijelova na motoru, no mehaničke svojstva dijelova još uvijek su aktivno procjenjivana, istovremeno se provodi proširena istraživanja u korištenju tehnologije 3D štampanja za proizvodnju rotornih dijelova motora, podupirnih dijelova itd.

Tehnologija obrade izduvnog ruba lopatica (front i zadnji rub)

Kvaliteta obrade ulazne i izlazne ivice lisca aerodinamičkog motora jedna je od ključnih čimbenika koji utječu na aerodinamičke performanse aerodinamičkog motora. Ulazna i izlazna ivica također su dijelovi lisca gdje se najčešće pojavljuju defekti, a to je i oblast osjetljiva na defekte kod titanijevih spojeva. Veliki broj prometnih nesreća motorom je uzrokovao obradnim defektima na ulaznoj i izlaznoj ivici lisca. Budući da je ulazna i izlazna ivica liska najtanji dio lisca i rub liska, njegova čvrstoća je loša, a deformacija prilikom obrade je velika, te se često pojavljuje kvadratna i oštra ivica na obradenoj ulaznoj i izlaznoj ivici lisca. U masovnoj proizvodnji lisca motora još uvijek nisu potpuno riješeni ključni tehnološki problemi visoke učinkovite i kvalitetne obrade ulazne i izlazne ivice lisca.

Adaptivna tehnologija obrade

Tehnologija prilagodnog obrade dijelova podijeljena je na tri oblika, a to su prilagodno planiranje trajektorije položaja alata, prilagodna kontrola sustava numeričkog upravljanja i prilagodna obrada kombinirana s digitalnom detekcijom [3]. U Kini, tehnologiju prilagodne obrade uspješno je primijenjeno u preciznoj forži/trgu šupljica, popravci oštećenih šupljica i linearnoj trenući svarki monolitičke šupljice. Iako je prilagodna tehologija obrade napravila napredak i razvoj u teoriji i praksi, inženjerska primjena prilagodne obrade još uvijek ostaje popularna istraživačka tehnologija u proizvodnji avijskih motora.

Tehnologija protiv umora

Materijalna umora i površinska mašinske defektnosti postale su glavne uzroke kvara dijelova aerodinamičkog motora, a kvarovi imaju rastući trend, pa se "protivumoran proizvodnja" postala popularna tehnologija u proizvodnji aerodinamičkih motora. Protivumorana tehnologija proizvodnje odnosi se na proces proizvodnje koji poboljšava umorni život dijelova mijenjanjem organizacije i raspodjele naprezanja materijala tijekom proizvodnje dijelova bez promjene materijala i presjeka. Umoran život glavnim dijelom utječe toplinska obrada, okolišna korozija, površinska kvaliteta, koncentracija naprezanja, površinska naprezanja i drugi faktori. Glavni način protivumorane proizvodnje jest smanjenje koncentracije naprezanja i poboljšanje površinske jačine dijelova. Smanjenje koncentracije naprezanja znači osigurati cjelovitost ob-radne površine, a najbolji način poboljšanja površinske jačine dijelova je štampavanje česticama. Tijekom protivumorane proizvodnje aerodinamičkog motora razvijeno je više novih vrsta čestica za štampavanje u tradicionalnom procesu štampavanja česticama, a nove tehnologije laserovog štampavanja česticama, ultrazvučnog štampavanja česticama i visokotlakog vodnog štampavanja česticama široko se primjenjuju.

Tehnologija sprečavanja udaraca ptica

Čest pojava udaraca ptica postala je neizbježnim problemom u razvoju avionskih motora, a izvršeno je prošireno istraživanje kako unutar zemlje tako i inozemstva. U srpnju 2015., Sjedinjene Države FAI su objavile obavijest "Zahtjevi za udarce ptica na prijevozna letelica", koja nije samo postavila specifične zahtjeve i propise za buduće sprečavanje udaraca ptica i prevenciju ozbiljnih ozljeda od strane vanjskih tijela kod avionskih motora, već je također pokazala novi smjer istraživanja za razvoj novih motornih materijala i tehnologije proizvodnje nove strukture.