Från eld till flyg: avslöja underverken med termisk teknik vid tillverkning av flygmotorer omkristallisering Sverige

Hämningsteknik

De utmärkta egenskaperna hos enkristallsuperlegering beror huvudsakligen på elimineringen av korngränserna för enkristallblad, och omkristallisering kommer avsevärt att minska högtemperaturbeständigheten hos den ursprungliga enkristalllegeringen. Efter gjutning av enkristallblad är det nödvändigt att utföra bearbetning av gasfilmshål, tappslipning, kantplåtssidfräsning, hålsvetsning av bladspetsgjutning, värmebehandling, montering och annat efterbearbetningsarbete. I processen med motordrift utsätts bladet för varm och kall luftpåverkan och hög temperatur, enorm belastning och våldsamma vibrationer under höghastighetsrotation, och omkristallisering är möjlig. Det har förekommit flera turbinbladsfel. Därför har forskning hemma och utomlands under de senaste åren antagit värmebehandling före återhämtning, uppkolning, beläggning och avlägsnande av ytdeformationsskikt och andra relaterade metoder för att hämma omkristallisering och lägga till gränsförstärkande element till omkristallisationsreparationsarbetet.

3D-utskriftsteknik

3D-utskrift, även känd som additiv tillverkning, integrerar CAD, CAM, pulvermetallurgi, laserbearbetning och andra tekniker. Med hjälp av 3D-utskriftsteknik kan vi förvandla tänkandet om "hjärnan" till en tredimensionell enhet, och skriva ut bilden av en del på datorn till en "riktig" del. 3D-utskriftsteknik har gjort en "revolutionerande" förändring i tillverkningsteknik och bearbetningskoncept. Monash University i Australien har framgångsrikt producerat världens första 3D-printade jetmotor. Samtidigt arbetar man också med Boeing, Airbus Group och Safran Group för att tillhandahålla 3D-printade motorprototyper för Boeing och andra för flygtestning. Med 3D-utskriftsteknik kan tillverkningstiden för motordelar minskas från tre månader till sex dagar.

I Kina användes 3D-utskriftsteknik för att reparera och återanvända bladspetsslitagedelarna på turbofläktmotorns högtryckskompressorrotorblad. 3D-utskriftsteknik har använts för att tillverka icke-bärande delar och statiska delar på motorn, men de mekaniska egenskaperna hos delarna utvärderas aktivt samtidigt som användningen av 3D-utskriftsteknik för att tillverka motorrotordelar, lagerdelar , m.m., har också bedrivit omfattande forskning.

Bearbetningsteknik för bladavgaskant (fram och bakkant).

Bearbetningskvaliteten på inlopps- och avgaskanten på flygmotorns blad är en av nyckelfaktorerna som påverkar flygmotorns aerodynamiska prestanda. Inlopps- och avgaskanten är också den defektbenägna delen av bladet och det defektkänsliga området hos titanlegeringen. Ett stort antal motorhaverier orsakas av bearbetningsdefekter i bladets inlopps- och avgaskant. Eftersom inlopps- och utloppskanten på bladet är den tunnaste delen av bladet och kanten på bladet, är dess styvhet dålig och bearbetningsdeformationen är stor, och inlopps- och utloppskanten på det bearbetade bladet verkar ofta fyrkantigt och spetsigt. Vid massproduktion av motorblad har de viktigaste tekniska problemen med hög effektivitet och högkvalitativ bearbetning av bladinlopp och avgaskant inte lösts helt.

Adaptiv processteknik

Adaptiv bearbetningsteknik är uppdelad i tre former, nämligen adaptiv planering av verktygspositionsbana, adaptiv styrning av numeriskt styrsystem och adaptiv bearbetning kombinerat med digital detektering [3]. I Kina har adaptiv bearbetningsteknik använts framgångsrikt vid precisionssmide/rullande bearbetning av blad, reparation av skadade blad och linjär friktionssvetsning av monolitiska bladskivor. Även om adaptiv bearbetningsteknik har gjort genombrott och utveckling inom teori och praktik, är den tekniska tillämpningen av adaptiv bearbetningsteknik fortfarande en het forskningsteknik inom tillverkning av flygmotorer.

Tillverkningsteknik mot trötthet

Materialtrötthet och ytbearbetningsdefekter har blivit de främsta orsakerna till flygmotordelars fel, och felet har blivit en växande trend, så "anti-trötthetstillverkning" har blivit en het teknik inom flygmotortillverkning. Anti-utmattningstillverkningsteknik hänvisar till tillverkningsprocessen som förbättrar utmattningslivslängden för delar genom att ändra organisationen och spänningsfördelningen av material i tillverkningsprocessen av delar utan att ändra materialet och sektionsstorleken. Utmattningslivslängden påverkas främst av värmebehandling, miljökorrosion, ytkvalitet, spänningskoncentration, ytspänning och andra faktorer. Huvudmetoden för anti-trötthetstillverkning är att minska spänningskoncentrationen och förbättra ythållfastheten hos delar. Att minska spänningskoncentrationen är att säkerställa integriteten hos den bearbetade ytan, och det bästa sättet att förbättra ythållfastheten hos delar är kulblästring. I processen med tillverkning av flygmotorer mot utmattning har en mängd nya kulblästringsmedier utvecklats i den traditionella kulblästringsprocessen, och de nya teknikerna för laserskottbläsning, ultraljudskulblästring och högtrycksvattenblästring har använts i stor utsträckning .

Teknik för att förebygga fågelangrepp

Den frekventa förekomsten av fågelangrepp har blivit ett oundvikligt problem i utvecklingen av flygmotorer, och omfattande forskning har utförts hemma och utomlands. I juli 2015 utfärdade USA:s FAA meddelandet "Bird strike Requirements for transportation aircraft", som inte bara lade fram specifika krav och regler för framtida förebyggande av fågelangrepp och förebyggande av skador på främmande föremål av flygplansmotorer, utan också påpekade en annan ny forskningsinriktning för utveckling av nya motormaterial och ny teknik för tillverkning av strukturer.