เทคโนโลยีและอุปกรณ์การขึ้นรูปแบบแม่นยำสำหรับใบพัดที่ผนังบาง รูปร่างพิเศษ และโครงสร้างซับซ้อนของเครื่องยนต์อากาศยาน

ในฐานะส่วนประกอบสำคัญเพื่อให้ได้มาซึ่งประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เจ็ต ใบพัดมีลักษณะเฉพาะเช่น มีผนังบาง รูปร่างพิเศษ โครงสร้างซับซ้อน เป็นวัสดุที่ยากต่อการแปรรูป และมีข้อกำหนดสูงสำหรับความแม่นยำในการแปรรูปและการ finishes ผิว การทำให้กระบวนการแปรรูปใบพัดเป็นไปอย่างแม่นยำและมีประสิทธิภาพจึงเป็นความท้าทายสำคัญในวงการผลิตเครื่องยนต์เจ็ตในปัจจุบัน โดยการวิเคราะห์ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความแม่นยำของการแปรรูปใบพัด สถานะปัจจุบันของการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีและอุปกรณ์การแปรรูปแบบแม่นยำของใบพัดได้ถูกสรุปไว้อย่างครอบคลุม และแนวโน้มการพัฒนาของเทคโนโลยีการแปรรูปใบพัดเครื่องยนต์เจ็ตได้รับการคาดการณ์

ในอุตสาหกรรมการบิน อุปกรณ์ที่มีน้ำหนักเบา ความแข็งแรงสูง และผนังบางถูกใช้งานอย่างแพร่หลายและเป็นชิ้นส่วนสำคัญสำหรับการบรรลุประสิทธิภาพของอุปกรณ์สำคัญ เช่น เครื่องยนต์เครื่องบิน [1] ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไทเทเนียมที่ใช้ทำใบพัดของเครื่องยนต์เครื่องบินที่มีอัตราส่วนไบพาสสูง (ดูรูปที่ 1) สามารถยาวได้ถึง 1 เมตร มีโปรไฟล์ใบพัดที่ซับซ้อนและโครงสร้างแบบแผ่นลดแรงสั่นสะเทือน โดยความหนาของส่วนที่บางที่สุดเพียง 1.2 มม. ซึ่งเป็นตัวอย่างของชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่มีผนังบางและรูปร่างพิเศษ [2] ในฐานะที่เป็นชิ้นส่วนผนังบางพิเศษที่มีความแข็งต่ำ ใบพัดมีแนวโน้มที่จะเกิดการเปลี่ยนรูปและการสั่นสะเทือนระหว่างกระบวนการผลิต [3] ปัญหาเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อความแม่นยำของการผลิตและความสมบูรณ์ของผิวใบพัด

ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ขึ้นอยู่กับระดับการผลิตของใบพัดเป็นส่วนใหญ่ ในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ ใบพัดจำเป็นต้องทำงานอย่างมั่นคงภายใต้สภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูงและความดันสูง ซึ่งหมายความว่าวัสดุใบพัดจะต้องมีความแข็งแรงดี ทนทานต่อการเหนื่อยล้า และสามารถต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงได้ รวมถึงการรักษาเสถียรภาพโครงสร้าง [2] โดยปกติแล้ว จะใช้อลลอยด์ไทเทเนียมหรืออลลอยด์อุณหภูมิสูงสำหรับใบพัดของเครื่องยนต์จรวด อย่างไรก็ตาม อลลอยด์ไทเทเนียมและอลลอยด์อุณหภูมิสูงมีความสามารถในการแปรรูปต่ำ ในกระบวนการตัด เครื่องมือจะต้องใช้แรงตัดมากและเครื่องมือสึกหรอเร็ว เมื่อการสึกหรอของเครื่องมือเพิ่มขึ้น แรงตัดจะเพิ่มขึ้นอีก ส่งผลให้เกิดการบิดเบือนและการสั่นสะเทือนในกระบวนการแปรรูปมากขึ้น ทำให้ความแม่นยำของขนาดชิ้นส่วนต่ำและคุณภาพผิวไม่ดี เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดสมรรถนะการใช้งานของเครื่องยนต์ภายใต้สภาพการทำงานที่รุนแรง ความแม่นยำของการแปรรูปและการควบคุมคุณภาพผิวของใบพัดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เช่น ในกรณีของใบพัดอลลอยด์ไทเทเนียมที่ใช้ในเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนแบบอัตราเบี่ยงเบนสูงภายในประเทศ ความยาวรวมของใบพัดคือ 681 มม. ในขณะที่ความหนาต่ำกว่า 6 มม. ข้อกำหนดของรูปทรงคือ -0.12 ถึง +0.03 มม. ความแม่นยำของขนาดขอบดูดอากาศและขอบปล่อยอากาศคือ -0.05 ถึง +0.06 มม. และข้อผิดพลาดจากการบิดของส่วนใบพัดอยู่ใน ± 10′, และค่าความขรุขระของผิว Ra ดีกว่า 0.4 μ ม. สิ่งนี้มักต้องการการกลึงอย่างแม่นยำบนเครื่องมือกล CNC แกนห้า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากใบมีดมีความแข็งแรงต่ำ มีโครงสร้างซับซ้อนและทำจากวัสดุที่ยากต่อการกลึง เพื่อให้มั่นใจในความถูกต้องและความแม่นยำของการกลึง บุคลากรทางกระบวนการจำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์การตัดหลายครั้งระหว่างกระบวนการกลึง ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพของศูนย์กลึง CNC อย่างร้ายแรงและทำให้เกิดการสูญเสียประสิทธิภาพอย่างมาก [4] ดังนั้น ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการกลึง CNC การควบคุมการเปลี่ยนรูปและการกดดันการสั่นสะเทือนสำหรับชิ้นส่วนผนังบางและการใช้ศักยภาพของการกลึงของศูนย์กลึง CNC ได้อย่างเต็มที่จึงกลายเป็นความต้องการเร่งด่วนสำหรับบริษัทการผลิตขั้นสูง

การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีควบคุมการ distort ของชิ้นส่วนที่มีความแข็งแรงต่ำและผนังบางได้ดึงดูดความสนใจจากวิศวกรและนักวิจัยมาเป็นเวลานาน ในช่วงเริ่มต้นของการปฏิบัติการผลิต ผู้คนมักใช้วิธีการกลึงสลับข้างบนโครงสร้างผนังบาง ซึ่งสามารถลดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์จากการ distort และการสั่นสะเทือนต่อความแม่นยำของขนาดได้ในระดับหนึ่ง นอกจากนี้ยังมีวิธีการเพิ่มความแข็งแรงในการประมวลผลโดยการตั้งโครงสร้างเสียสละล่วงหน้า เช่น реб strengthening ribs

เทคโนโลยีการตัดวัสดุที่ยากต่อการตัด

เพื่อให้สามารถตอบสนองต่อข้อกำหนดของการให้บริการที่มีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง วัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับใบพัดของเครื่องยนต์อากาศยานคือโลหะไทเทเนียมหรือโลหะทนความร้อนสูง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา สารประกอบโลหะไทเทเนียม-อะลูมิเนียมก็ได้กลายเป็นวัสดุใบพัดที่มีศักยภาพในการนำไปใช้งานสูง ไทเทเนียมมีคุณสมบัติเช่น การนำความร้อนต่ำ พลาสติกิตี้ต่ำ โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ และมีความจับตัวกันสูง ส่งผลให้มีปัญหา เช่น แรงตัดสูง อุณหภูมิขณะตัดสูง การแข็งตัวจากการทำงานรุนแรง และการสึกหรอของเครื่องมือมากในระหว่างกระบวนการตัด ซึ่งเป็นวัสดุที่ยากต่อการตัด (รูปแบบโครงสร้างจุลภาคดูจากภาพที่ 2a) [7] คุณสมบัติหลักของโลหะทนความร้อนสูงคือ พลาสติกิตี้สูงและความแข็งแรงสูง การนำความร้อนต่ำ และปริมาณสารละลายแข็งภายในจำนวนมาก [8] การเปลี่ยนรูปลักษณ์ทางพลาสติกในระหว่างการตัดทำให้เกิดการบิดเบือนของโครงตาข่ายอย่างรุนแรง มีแรงต้านการเปลี่ยนรูปสูง แรงตัดสูง และปรากฏการณ์การแข็งตัวจากความเย็นอย่างรุนแรง ซึ่งก็เป็นวัสดุที่ยากต่อการตัดเช่นเดียวกัน (รูปแบบโครงสร้างจุลภาคดูจากภาพที่ 2b) ดังนั้น การพัฒนาเทคโนโลยีการตัดที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำสำหรับวัสดุที่ยากต่อการตัด เช่น ไทเทเนียมและโลหะทนความร้อนสูง จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้บรรลุการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพและแม่นยำสำหรับวัสดุที่ยากต่อการตัด นักวิชาการทั้งในและต่างประเทศได้ทำการวิจัยอย่างลึกซึ้งในด้านวิธีการตัดแบบนวัตกรรม เครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการประมวลผล และการปรับแต่งพารามิเตอร์การตัด

2.1 การพัฒนาวิธีการตัดแต่งแบบใหม่

ในด้านการวิจัยและพัฒนานวัตกรรมเกี่ยวกับวิธีการตัด นักวิชาการได้นำเสนอวิธีช่วยเหลือ เช่น การใช้เลเซอร์เพื่อความร้อนและการทำความเย็นที่อุณหภูมิต่ำ เพื่อปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปของวัสดุและบรรลุการตัดที่มีประสิทธิภาพสูง หลักการทำงานของการประมวลผลด้วยการช่วยเหลือจากเลเซอร์ความร้อน [9] (ดูรูปที่ 3a) คือการโฟกัสลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงไปที่ผิวหน้าของชิ้นงานด้านหน้าของขอบตัด ทำให้วัสดุมีความนุ่มขึ้นจากการทำความร้อนเฉพาะจุดของลำแสง ลดความแข็งแรงในการยอมของวัสดุ ซึ่งจะช่วยลดแรงตัดและลดการสึกหรอของเครื่องมือ และเพิ่มคุณภาพและความมีประสิทธิภาพของการตัด การประมวลผลด้วยการช่วยเหลือจากความเย็นที่อุณหภูมิต่ำ [10] (ดูรูปที่ 3b) ใช้สารทำความเย็น เช่น ไนโตรเจนเหลว ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ความดันสูง และสารทำความเย็นอื่นๆ เพื่อฉีดพ่นไปยังส่วนที่ตัด เพื่อลดอุณหภูมิระหว่างกระบวนการตัด หลีกเลี่ยงปัญหาอุณหภูมิสูงเกินไปในพื้นที่ตัดที่เกิดจากความสามารถในการนำความร้อนของวัสดุที่ไม่ดี และทำให้ชิ้นงานเย็นลงจนเปราะ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการแตกของเศษโลหะ บริษัท Nuclear AMRC ในสหราชอาณาจักรประสบความสำเร็จในการใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ความดันสูงเพื่อทำความเย็นในกระบวนการแปรรูปไทเทเนียม เมื่อเปรียบเทียบกับการตัดแบบแห้ง พบว่าการประมวลผลด้วยการช่วยเหลือจากความเย็นที่อุณหภูมิต่ำสามารถลดแรงตัด ปรับปรุงคุณภาพของผิวตัด และลดการสึกหรอของเครื่องมืออย่างมีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องมือ นอกจากนี้ การประมวลผลด้วยการช่วยเหลือจากแรงสั่นสะเทือนอัลตราโซนิก [11, 12] (ดูรูปที่ 3c) ก็เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับการตัดวัสดุที่ยากต่อการแปรรูป โดยการใช้แรงสั่นสะเทือนความถี่สูงและขนาดเล็กต่อเครื่องมือ จะทำให้มีการแยกออกจากกันอย่างไม่ต่อเนื่องระหว่างเครื่องมือและชิ้นงานในกระบวนการแปรรูป ซึ่งจะเปลี่ยนกลไกการลบวัสดุ เพิ่มเสถียรภาพของการตัดแบบไดนามิก หลีกเลี่ยงการเสียดทานระหว่างเครื่องมือกับผิวที่แปรรูปแล้ว ลดอุณหภูมิการตัดและแรงตัด ลดค่าความหยาบของผิว และลดการสึกหรอของเครื่องมือ ผลกระทบเชิงกระบวนการที่ยอดเยี่ยมนี้ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง

2.2 การเลือกวัสดุเครื่องมือ

สำหรับวัสดุที่ตัดยาก เช่น อโลหะไทเทเนียม การปรับปรุงวัสดุเครื่องมือสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการตัดได้อย่างมีประสิทธิผล [8, 13] การศึกษาระบุว่าในการประมวลผลอโลหะไทเทเนียม สามารถเลือกใช้เครื่องมือที่แตกต่างกันตามความเร็วในการประมวลผล สำหรับการตัดความเร็วต่ำ จะใช้เหล็กกล้าความเร็วสูงที่มีโคบอลต์สูง สำหรับการตัดความเร็วปานกลาง จะใช้เครื่องมือคาร์ไบด์เคลือบด้วยออกไซด์ของอะลูมิเนียม และสำหรับการตัดความเร็วสูง จะใช้เครื่องมือ CBN (cubic boron nitride) ส่วนในการประมวลผลอโลหะทนความร้อน ควรใช้เหล็กกล้าความเร็วสูงที่มีแวนาเดียมสูง หรือเครื่องมือคาร์ไบด์ YG ที่มีความแข็งและทนทานต่อการสึกหรอได้ดี

2.3 พารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสม

พารามิเตอร์การตัดก็เป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของการกลึงเช่นกัน การใช้พารามิเตอร์การตัดที่เหมาะสมสำหรับวัสดุแต่ละชนิดสามารถปรับปรุงคุณภาพและความเร็วในการกลึงได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยยกตัวอย่างกรณีของพารามิเตอร์ความเร็วในการตัด ความเร็วตัดต่ำอาจทำให้เกิดบริเวณขอบสะสมบนผิววัสดุ ซึ่งลดความแม่นยำของการกลึงผิวลง ในขณะที่ความเร็วตัดสูงอาจทำให้เกิดการสะสมของความร้อน ซึ่งอาจทำให้วัสดุงานและเครื่องมือเกิดรอยไหม้ได้ง่าย ด้วยเหตุนี้ ทีมของศาสตราจารย์เจีย หยวนชิน จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งฮาร์บิน ได้วิเคราะห์คุณสมบัติทางกลและทางกายภาพของวัสดุที่ยากต่อการกลึงที่พบบ่อย และสรุปตารางความเร็วตัดที่แนะนำสำหรับวัสดุที่ยากต่อการกลึงผ่านการทดลองกลึงแบบออร์โธแกนนอล [14] (ดูตารางที่ 1) การใช้เครื่องมือและความเร็วตัดที่แนะนำในตารางสำหรับการกลึงสามารถลดข้อบกพร่องจากการกลึงและการสึกหรอของเครื่องมือได้อย่างมีประสิทธิภาพ และเพิ่มคุณภาพของการกลึง

3 เทคโนโลยีการกลึง CNC ที่แม่นยำสำหรับพื้นผิวใบพัดที่ซับซ้อน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการบินและการเพิ่มขึ้นของความต้องการในตลาด ความต้องการในการประมวลผลใบพัดแบบผนังบางอย่างมีประสิทธิภาพและแม่นยำได้เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และความต้องการเทคโนโลยีควบคุมการเปลี่ยนรูปที่แม่นยำมากขึ้นกลายเป็นสิ่งเร่งด่วน ในบริบทของเทคโนโลยีการผลิตอัจฉริยะ การรวมเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สารสนเทศสมัยใหม่เพื่อให้เกิดการควบคุมอัจฉริยะของการเปลี่ยนรูปและการสั่นสะเทือนในการประมวลผลใบพัดของเครื่องยนต์อากาศยานได้กลายเป็นหัวข้อที่น่าสนใจสำหรับนักวิจัยหลาย ๆ คน การนำระบบ CNC อัจฉริยะเข้าสู่กระบวนการประมวลผลพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนของใบพัด และการชดเชยข้อผิดพลาดในกระบวนการประมวลผลอย่างแข็งขันบนพื้นฐานของระบบ CNC อัจฉริยะ สามารถกดดันการเปลี่ยนรูปและการสั่นสะเทือนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สำหรับการชดเชยข้อผิดพลาดแบบแอคทีฟในกระบวนการการกลึง เพื่อให้บรรลุการปรับแต่งและการควบคุมพารามิเตอร์การกลึง เช่น ทางเดินของเครื่องมือ จำเป็นต้องรู้ก่อนว่าพารามิเตอร์กระบวนการส่งผลต่อการเปลี่ยนรูปและการสั่นสะเทือนของการกลึงอย่างไร มีวิธีการที่ใช้กันทั่วไปสองวิธี หนึ่งคือ การวิเคราะห์และสรุปผลจากการวัดบนเครื่องและวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของแต่ละรอบการทำงานของเครื่องมือ [15] อีกวิธีหนึ่งคือ การสร้างแบบจำลองการทำนายการเปลี่ยนรูปและการสั่นสะเทือนจากการกลึงโดยใช้วิธีต่างๆ เช่น การวิเคราะห์พลศาสตร์ [16], การสร้างแบบจำลององค์ประกอบจำกัด [17], การทดลอง [18] และเครือข่ายประสาทเทียม [19] (ดูรูปที่ 4)

จากแบบจำลองการพยากรณ์หรือเทคโนโลยีการวัดบนเครื่อง คนสามารถปรับแต่งและแม้กระทั่งควบคุมพารามิเตอร์การกัดชิ้นงานได้ในเวลาจริง ทิศทางหลักคือการชดเชยข้อผิดพลาดที่เกิดจากความเสียรูปและการสั่นสะเทือนโดยการวางแผนเส้นทางเครื่องมือใหม่ วิธีที่ใช้บ่อยในทิศทางนี้คือ "วิธีการชดเชยกระจก" [20] (ดูรูปที่ 5) วิธีนี้ชดเชยความเสียรูปจากการตัดครั้งเดียวโดยการแก้ไขเส้นทางเครื่องมือตามที่กำหนดไว้ อย่างไรก็ตาม การชดเชยเพียงครั้งเดียวอาจทำให้เกิดความเสียรูปในการกัดชิ้นงานใหม่ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องสร้างความสัมพันธ์แบบวนซ้ำระหว่างแรงกัดและการเสียรูปจากการกัดผ่านการชดเชยหลายครั้ง เพื่อแก้ไขความเสียรูปทีละขั้น นอกจากวิธีการชดเชยข้อผิดพลาดอย่างแข็งขันที่อาศัยการวางแผนเส้นทางเครื่องมือแล้ว นักวิชาการหลายคนยังกำลังศึกษาว่าจะควบคุมความเสียรูปและการสั่นสะเทือนได้อย่างไร โดยการปรับแต่งและควบคุมพารามิเตอร์การกัดและพารามิเตอร์ของเครื่องมือ สำหรับการตัดใบพัดของเครื่องยนต์อากาศยานชนิดหนึ่ง พารามิเตอร์การกัดได้ถูกเปลี่ยนแปลงผ่านการทดสอบแบบตั้งฉากหลายรอบ จากข้อมูลการทดสอบ ได้มีการวิเคราะห์ผลกระทบของแต่ละพารามิเตอร์การกัดและพารามิเตอร์ของเครื่องมือต่อความเสียรูปและการตอบสนองของการสั่นสะเทือนของใบพัด [21-23] แบบจำลองการพยากรณ์เชิงประสบการณ์ได้ถูกสร้างขึ้นเพื่อปรับแต่งพารามิเตอร์การกัด ลดความเสียรูปจากการกัดอย่างมีประสิทธิภาพ และควบคุมการสั่นสะเทือนจากการตัด

จากแบบจำลองและวิธีการดังกล่าวข้างต้น หลายบริษัทได้พัฒนาหรือปรับปรุงระบบ CNC ของศูนย์การผลิต CNC เพื่อให้บรรลุการควบคุมแบบปรับตัวตามเวลาจริงสำหรับพารามิเตอร์การประมวลผลชิ้นส่วนผนังบาง ระบบการกัดที่เหมาะสมของบริษัท OMAT จากประเทศอิสราเอล [24] เป็นตัวแทนที่โดดเด่นในสาขานี้ โดยมุ่งเน้นไปที่การปรับความเร็วของการป้อนผ่านเทคโนโลยีการปรับตัว เพื่อบรรลุเป้าหมายของการกัดด้วยแรงคงที่ และทำให้เกิดกระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงและคุณภาพดีสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อน นอกจากนี้ บริษัท Beijing Jingdiao ยังนำเทคโนโลยีที่คล้ายกันมาใช้ในกรณีทางเทคนิคที่เป็นที่รู้จักในการแกะสลักลวดลายบนพื้นผิวของเปลือกไข่ผ่านการชดเชยแบบปรับตัวจากการวัดภายในเครื่อง [25] THERRIEN จาก GE ในสหรัฐอเมริกา [26] ได้เสนอวิธีการแก้ไขแบบเรียลไทม์สำหรับรหัสการผลิต CNC ระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งมอบเครื่องมือทางเทคนิคพื้นฐานสำหรับการผลิตแบบปรับตัวและการควบคุมแบบเรียลไทม์สำหรับใบพัดผนังบางที่ซับซ้อน ระบบซ่อมแซมอัตโนมัติสำหรับชิ้นส่วนเทอร์ไบน์ของเครื่องยนต์อากาศยาน (AROSATEC) ของสหภาพยุโรป สามารถทำการกัดอย่างแม่นยำแบบปรับตัวหลังจากการซ่อมแซมใบพัดโดยการผลิตเพิ่มเติม และได้ถูกนำไปใช้ในกระบวนการซ่อมแซมใบพัดของบริษัท MTU ในเยอรมนีและบริษัท SIFCO ในไอร์แลนด์ [27]

4. การปรับปรุงความแข็งแรงของการประมวลผลบนพื้นฐานของอุปกรณ์กระบวนการที่มีความชาญฉลาด

การใช้อุปกรณ์กระบวนการที่มีความชาญฉลาดเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงของระบบกระบวนการและปรับปรุงคุณสมบัติการลดแรงสั่นสะเทือนยังคงเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการกดดันการเปลี่ยนรูปและการสั่นของชิ้นงานใบพัดผนังบาง ปรับปรุงความแม่นยำของการประมวลผล และปรับปรุงคุณภาพผิว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการใช้อุปกรณ์กระบวนการหลากหลายประเภทในกระบวนการผลิตใบพัดของเครื่องยนต์เจ็ตหลายชนิด [28] เนื่องจากใบพัดเครื่องยนต์เจ็ตมักมีลักษณะโครงสร้างผนังบางและไม่สม่ำเสมอ พื้นที่จับยึดและตำแหน่งเล็กน้อย ความแข็งแรงของการประมวลผลต่ำ และเกิดการเปลี่ยนรูปในท้องถิ่นภายใต้แรงตัด อุปกรณ์สำหรับการประมวลผลใบพัดมักจะใช้การสนับสนุนเสริมให้กับชิ้นงานบนพื้นฐานของการจับยึดหกจุด [29] เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของระบบกระบวนการและลดการเปลี่ยนรูปจากการประมวลผล ผนังบางและผิวโค้งที่ไม่สม่ำเสมอได้กำหนดสองข้อกำหนดสำหรับการจับยึดและการยึดของเครื่องมือ: ก่อนอื่น แรงยึดหรือแรงสัมผัสของเครื่องมือควรถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอบนผิวโค้งมากที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูปในท้องถิ่นที่รุนแรงของชิ้นงานภายใต้แรงยึด และประการที่สอง องค์ประกอบการจับยึด การยึด และการสนับสนุนเสริมของเครื่องมือจำเป็นต้องเข้ากันได้ดีกับผิวโค้งซับซ้อนของชิ้นงานเพื่อสร้างแรงยึดผิวที่สม่ำเสมอในแต่ละจุดสัมผัส เพื่อตอบสนองต่อข้อกำหนดเหล่านี้ นักวิชาการได้เสนอระบบเครื่องมือแบบยืดหยุ่น ระบบเครื่องมือแบบยืดหยุ่นสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องมือแบบยืดหยุ่นที่เปลี่ยนเฟสและเครื่องมือแบบยืดหยุ่นที่ปรับตัวได้ เครื่องมือแบบยืดหยุ่นที่เปลี่ยนเฟสใช้ประโยชน์จากความแข็งแรงและความหนืดที่เปลี่ยนแปลงก่อนและหลังการเปลี่ยนเฟสของของไหล: ของไหลในสถานะของเหลวหรือสถานะเคลื่อนที่มีความแข็งแรงและความหนืดน้อย และสามารถปรับตัวให้เข้ากับผิวโค้งซับซ้อนของชิ้นงานภายใต้แรงกดต่ำ จากนั้นของไหลจะถูกเปลี่ยนเป็นสถานะของแข็งหรือถูกยึดโดยแรงภายนอก เช่น ไฟฟ้า/แม่เหล็ก/ความร้อน ซึ่งความแข็งแรงและความหนืดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ทำให้สามารถสนับสนุนชิ้นงานอย่างสม่ำเสมอและยืดหยุ่น และลดการเปลี่ยนรูปและการสั่นสะเทือน

อุปกรณ์กระบวนการในเทคโนโลยีการประมวลผลแบบดั้งเดิมของใบพัดเครื่องยนต์อากาศยานคือการใช้วัสดุที่เปลี่ยนสถานะ เช่น โลหะหลอมเหลวต่ำ เพื่อเติมเต็มการสนับสนุนช่วยเหลือ โดยหลังจากชิ้นงานก่อนหน้าได้รับตำแหน่งและตรึงไว้ที่หกจุดแล้ว ตำแหน่งอ้างอิงของชิ้นงานจะถูกหล่อเป็นบล็อกหล่อผ่านโลหะหลอมเหลวต่ำเพื่อให้การสนับสนุนช่วยเหลือแก่ชิ้นงาน และแปลงการวางตำแหน่งจุดซับซ้อนเป็นการวางตำแหน่งผิวที่เป็นระเบียบ จากนั้นทำการประมวลผลความแม่นยำสำหรับส่วนที่จะถูกประมวลผล (ดูรูปที่ 6) วิธีการกระบวนการนี้มีข้อบกพร่องอย่างชัดเจน: การแปลงตำแหน่งอ้างอิงทำให้ความแม่นยำในการวางตำแหน่งลดลง; การเตรียมการผลิตซับซ้อน และการหล่อและการหลอมของโลหะหลอมเหลวต่ำยังก่อให้เกิดปัญหาเศษเหลือและทำความสะอาดบนพื้นผิวของชิ้นงาน นอกจากนี้ สภาพของการหล่อและการหลอมก็ไม่ค่อยดี [30] เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของกระบวนการดังกล่าว วิธีทั่วไปคือการนำโครงสร้างการรองรับหลายจุดที่รวมกับวัสดุที่เปลี่ยนสถานะมาใช้งาน [31] ปลายด้านบนของโครงสร้างการรองรับสัมผัสกับชิ้นงานเพื่อการวางตำแหน่ง และปลายด้านล่างจุ่มอยู่ในห้องโลหะหลอมเหลวต่ำ การสนับสนุนช่วยเหลือที่ยืดหยุ่นบรรลุได้โดยอาศัยคุณสมบัติการเปลี่ยนสถานะของโลหะหลอมเหลวต่ำ แม้ว่าการนำโครงสร้างการรองรับมาใช้สามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องบนพื้นผิวที่เกิดจากการสัมผัสของโลหะหลอมเหลวต่ำกับใบพัดได้ แต่เนื่องจากข้อจำกัดของประสิทธิภาพของวัสดุที่เปลี่ยนสถานะ ชุดเครื่องมือที่ยืดหยุ่นด้วยการเปลี่ยนสถานะไม่สามารถตอบสนองความต้องการสองประการสำคัญคือความแข็งแรงสูงและความเร็วในการตอบสนองสูงได้ในเวลาเดียวกัน และยากที่จะนำไปใช้กับการผลิตอัตโนมัติที่มีประสิทธิภาพสูง

เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของเครื่องมือยืดหยุ่นที่เปลี่ยนเฟส นักวิชาการหลายคนได้นำแนวคิดของการปรับตัวมาใช้ในการวิจัยและพัฒนาเครื่องมือยืดหยุ่น เครื่องมือยืดหยุ่นที่สามารถปรับตัวได้สามารถเข้ากันได้อย่างเหมาะสมกับรูปทรงใบพัดที่ซับซ้อนและความผิดพลาดของรูปร่างที่เป็นไปได้ผ่านระบบอิเล็กโตรเมคคาทรอนิกส์ เพื่อให้มั่นใจว่าแรงที่เกิดจากการสัมผัสจะถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งใบพัด เครื่องมือมักจะใช้จุดสนับสนุนช่วยหลายจุดเพื่อสร้างเมทริกซ์สนับสนุน ทีมของหวังฮุยจากมหาวิทยาลัยชิงหัวได้เสนออุปกรณ์กระบวนการผลิตที่มีการสนับสนุนแบบยืดหยุ่นหลายจุดสำหรับการแปรรูปใบพัดที่ใกล้เคียงกับรูปทรงสุทธิ [32, 33] (ดูรูปที่ 7) เครื่องมือใช้หน่วยยึดที่ทำจากวัสดุยืดหยุ่นหลายจุดเพื่อช่วยในการรองรับพื้นผิวของใบพัดที่มีรูปทรงใกล้เคียงกับรูปทรงสุทธิ เพิ่มพื้นที่การสัมผัส ​​ พื้นที่การสัมผัสแต่ละจุดและการรับประกันว่าแรงบีบอัดจะถูกกระจายอย่างสม่ำเสมอไปยังส่วนการสัมผัสแต่ละจุดและใบมีดทั้งหมด ซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงของระบบกระบวนการ และป้องกันการเสียรูปในท้องถิ่นของใบมีดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อุปกรณ์เครื่องมือมีหลายองศาความอิสระแบบพาสซีฟ ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับรูปทรงของใบมีดและความคลาดเคลื่อนของมันได้ โดยหลีกเลี่ยงการวางตำแหน่งเกินไป นอกจากนี้ การใช้วัสดุยืดหยุ่นในการบรรลุการสนับสนุนแบบปรับตัวยังนำหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้ามาใช้ในการวิจัยและพัฒนาเครื่องมือที่ยืดหยุ่นและปรับตัวได้ ทีมของหยาง ยี่ชิ่ง จากมหาวิทยาลัยการบินและอวกาศปักกิ่งได้ประดิษฐ์อุปกรณ์สนับสนุนเสริมขึ้นโดยอาศัยหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า [34] เครื่องมือใช้การสนับสนุนเสริมที่ยืดหยุ่นซึ่งถูกกระตุ้นโดยสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถเปลี่ยนคุณสมบัติการลดแรงสั่นสะเทือนของระบบกระบวนการ ในระหว่างกระบวนการบีบอัด การสนับสนุนเสริมจะปรับตัวให้เข้ากับรูปร่างของชิ้นงานภายใต้แรงของแม่เหล็กถาวร ในระหว่างการแปรรูป แรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากชิ้นงานจะถูกส่งผ่านไปยังการสนับสนุนเสริม และแรงแม่เหล็กไฟฟ้ากลับจะถูกกระตุ้นตามหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อควบคุมแรงสั่นสะเทือนในการแปรรูปชิ้นงานที่เป็นแผ่นบาง

ในปัจจุบัน ในการออกแบบอุปกรณ์กระบวนการ มักใช้วิธีการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด (finite element analysis) อัลกอริทึมพันธุกรรม และวิธีอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงการวางผังของจุดรองรับเสริมหลายจุด [35] อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ของการปรับปรุงมักจะสามารถรับประกันได้เพียงว่า การเบี่ยงเบนในจุดหนึ่งจะถูกลดลงมากที่สุดเท่านั้น และไม่สามารถรับประกันได้ว่าจะให้ผลการควบคุมการเบี่ยงเบนเดียวกันในส่วนงานอื่น ๆ ในกระบวนการแปรรูปใบพัด มักจะมีการดำเนินการตัดเฉือนหลายครั้งบนชิ้นงานบนเครื่องจักรเดียวกัน แต่ข้อกำหนดในการตรึงสำหรับการแปรรูปส่วนต่าง ๆ จะแตกต่างกันและอาจเปลี่ยนแปลงตามเวลาได้ สำหรับวิธีการรองรับแบบคงที่หลายจุด หากเพิ่มจำนวนจุดรองรับเสริมเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของระบบกระบวนการ ด้านหนึ่งน้ำหนักและความจุของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้น และอีกด้านหนึ่งพื้นที่เคลื่อนไหวของเครื่องมือจะถูกบีบอัด หากตำแหน่งของจุดรองรับเสริมถูกปรับใหม่เมื่อแปรรูปส่วนต่าง ๆ กระบวนการแปรรูปจะถูกหยุดชะงักอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และประสิทธิภาพการทำงานจะลดลง ดังนั้น อุปกรณ์กระบวนการตามหลัง [36-38] ซึ่งสามารถปรับผังการรองรับและการสนับสนุนตามกระบวนการแปรรูปออนไลน์โดยอัตโนมัติได้ถูกเสนอออกมา อุปกรณ์กระบวนการตามหลัง (ดูรูปที่ 8) สามารถให้การสนับสนุนแบบไดนามิกผ่านความร่วมมือเชิงกลไกระหว่างเครื่องมือและอุปกรณ์ โดยอาศัยเส้นทางเครื่องมือและการเปลี่ยนแปลงสภาพการทำงานของกระบวนการตัดเฉือนที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ก่อนที่จะเริ่มกระบวนการใด ๆ: เคลื่อนย้ายจุดรองรับเสริมไปยังตำแหน่งที่ช่วยลดการเบี่ยงเบนในกระบวนการปัจจุบัน เพื่อให้พื้นที่แปรรูป  ชิ้นงานได้รับการสนับสนุนอย่างแข็งขัน ในขณะที่ส่วนอื่น ๆ ของชิ้นงานยังคงอยู่ในตำแหน่งด้วยการสัมผัสที่น้อยที่สุด ซึ่งตรงกับความต้องการของการตรึงที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาในระหว่างกระบวนการแปรรูป

เพื่อเพิ่มความสามารถในการสนับสนุนแบบไดนามิกที่ปรับตัวได้ของอุปกรณ์กระบวนการให้มากขึ้น รองรับความต้องการของการยึดชิ้นงานที่ซับซ้อนมากขึ้นในกระบวนการผลิต และเพิ่มคุณภาพและความเร็วของการผลิตใบพัด การสนับสนุนเสริมจึงถูกขยายไปสู่กลุ่มที่ประกอบด้วยหลายจุดสนับสนุนเสริมแบบไดนามิก แต่ละจุดสนับสนุนเสริมจะต้องทำงานประสานกันและสร้างใหม่การสัมผัสระหว่างกลุ่มสนับสนุนและชิ้นงานโดยอัตโนมัติและรวดเร็วตามความต้องการที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาของกระบวนการผลิต กระบวนการสร้างใหม่นี้จะไม่รบกวนการวางตำแหน่งของชิ้นงานทั้งหมด และจะไม่ทำให้เกิดการเลื่อนหรือสั่นสะเทือนในท้องถิ่น อุปกรณ์กระบวนการที่ใช้แนวคิดนี้เรียกว่า "self-reconfigurable group fixture" [39] ซึ่งมีข้อดีในเรื่องความยืดหยุ่น ความสามารถในการปรับโครงสร้างใหม่ และความเป็นอิสระ self-reconfigurable group fixture สามารถจัดสรรจุดสนับสนุนเสริมหลายจุดไปยังตำแหน่งต่างๆ บนพื้นผิวที่ถูกสนับสนุนตามความต้องการของกระบวนการผลิต และสามารถปรับตัวให้เหมาะสมกับชิ้นงานที่มีรูปร่างซับซ้อนและขนาดใหญ่ โดยยังคงรักษาความแข็งแรงเพียงพอและกำจัดการสนับสนุนที่ซ้ำซ้อน เมธอดการทำงานของ.fixture คือคอนโทรลเลอร์จะส่งคำสั่งตามโปรแกรมที่กำหนดไว้ และฐานเคลื่อนที่จะนำองค์ประกอบการสนับสนุนไปยังตำแหน่งเป้าหมายตามคำสั่ง องค์ประกอบการสนับสนุนจะปรับตัวเองให้เข้ากับรูปร่างทางเรขาคณิตในท้องถิ่นของชิ้นงานเพื่อให้เกิดการสนับสนุนที่ยืดหยุ่น คุณสมบัติไดนามิก (ความแข็งแรงและความหน่วง) ของพื้นที่สัมผัสระหว่างองค์ประกอบการสนับสนุนเดี่ยวและชิ้นงานในท้องถิ่นสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ขององค์ประกอบการสนับสนุน (เช่น องค์ประกอบการสนับสนุนไฮดรอลิกสามารถเปลี่ยนแรงดันไฮดรอลิกที่ป้อนเข้ามาเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติการสัมผัส) คุณสมบัติไดนามิกของระบบกระบวนการเกิดจากการรวมตัวของคุณสมบัติไดนามิกของพื้นที่สัมผัสระหว่างหลายองค์ประกอบการสนับสนุนและชิ้นงาน และเกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์ของแต่ละองค์ประกอบการสนับสนุนและการจัดวางของกลุ่มองค์ประกอบการสนับสนุน การออกแบบแผนการสร้างใหม่การสนับสนุนหลายจุดของ self-reconfigurable group fixture จำเป็นต้องพิจารณาสามประเด็นหลัก: การปรับตัวให้เข้ากับรูปร่างเรขาคณิตของชิ้นงาน การเปลี่ยนตำแหน่งองค์ประกอบการสนับสนุนอย่างรวดเร็ว และการประสานงานการทำงานของหลายจุดสนับสนุน [40] ดังนั้น เมื่อใช้ self-reconfigurable group fixture จะต้องใช้รูปร่างของชิ้นงาน คุณลักษณะของโหลด และเงื่อนไขขอบเขตภายในเป็นข้อมูลนำเข้า เพื่อแก้ปัญหาการจัดวางการสนับสนุนหลายจุดและการกำหนดพารามิเตอร์การสนับสนุนภายใต้เงื่อนไขการประมวลผลที่แตกต่างกัน วางแผนเส้นทางการเคลื่อนที่ของการสนับสนุนหลายจุด สร้างรหัสควบคุมจากผลลัพธ์ของการแก้ปัญหา และนำเข้าไปยังคอนโทรลเลอร์ ในปัจจุบัน นักวิชาการทั้งในและต่างประเทศได้ทำการวิจัยและทดลองเกี่ยวกับ self-reconfigurable group fixtures แล้ว ในต่างประเทศ โครงการ SwarmItFIX ของสหภาพยุโรปได้พัฒนาระบบ jig ที่ปรับตัวได้สูงและสามารถปรับโครงสร้างใหม่ได้ [41] ซึ่งใช้ชุดของ supports ที่เคลื่อนที่ได้เพื่อเคลื่อนที่อย่างอิสระบนโต๊ะทำงานและปรับตำแหน่งใหม่แบบเรียลไทม์เพื่อสนับสนุนชิ้นส่วนที่ถูกประมวลผลได้ดีขึ้น ต้นแบบของระบบ SwarmItFIX ได้ถูกนำมาใช้ในโครงการนี้ (ดูรูปที่ 9a) และทดสอบที่โรงงานผลิตอากาศยานในอิตาลี ในประเทศจีน ทีมของหวังฮุยจากมหาวิทยาลัยชิงหวาได้พัฒนาโต๊ะสนับสนุนการยึดแบบสี่จุดที่สามารถควบคุมร่วมกับเครื่องมิลลิ่งได้ [42] (ดูรูปที่ 9b) โต๊ะนี้สามารถสนับสนุนส่วนที่ยื่นออกมาและหลีกเลี่ยงเครื่องมืออัตโนมัติระหว่างการประมวลผลละเอียดของส่วน tenon ของใบพัดกังหัน ในระหว่างกระบวนการประมวลผล การสนับสนุนเสริมแบบสี่จุดจะทำงานร่วมกับศูนย์การประมวลผล CNC เพื่อสร้างสถานะการสัมผัสแบบสี่จุดใหม่ตามตำแหน่งการเคลื่อนที่ของเครื่องมือ ซึ่งไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงการรบกวนระหว่างเครื่องมือและจุดสนับสนุนเสริม แต่ยังคงรักษาผลการสนับสนุน

5 การอภิปรายเกี่ยวกับแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

5.1 วัสดุใหม่

เนื่องจากความต้องการการออกแบบสัดส่วนกำลังขับต่อน้ำหนักของเครื่องยนต์อากาศยานเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จำนวนชิ้นส่วนจึงลดลงทีละน้อย และระดับแรงที่เกิดขึ้นกับชิ้นส่วนก็เพิ่มขึ้น ส่วนสมรรถนะของวัสดุโครงสร้างอุณหภูมิสูงแบบดั้งเดิมสองประเภทหลักได้ถึงขีดจำกัด ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัสดุใหม่สำหรับใบพัดเครื่องยนต์อากาศยานได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว และมีการใช้วัสดุประสิทธิภาพสูงมากขึ้นในการผลิตใบพัดที่บางกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง γ - TiAl อัลลอย [43] มีคุณสมบัติยอดเยี่ยม เช่น ความแข็งแรงสูงต่อน้ำหนัก ทนทานต่ออุณหภูมิสูง และต้านออกซิเดชันได้ดี นอกจากนี้ความหนาแน่นของมันคือ 3.9g/cm3 ซึ่งเป็นเพียงครึ่งหนึ่งของอัลลอยอุณหภูมิสูง ในอนาคต มันมีศักยภาพสูงที่จะใช้เป็นใบพัดในช่วงอุณหภูมิ 700-800 ℃ °C แม้ว่า γ -โลหะผสม TiAl มีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ความแข็งสูง การนำความร้อนต่ำ ความทนทานต่อการแตกหักต่ำ และความเปราะบางสูง ส่งผลให้พื้นผิวไม่มีความสมบูรณ์และแม่นยำต่ำ γ -วัสดุโลหะผสม TiAl ในระหว่างการตัด ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของชิ้นส่วน ดังนั้น การศึกษาการแปรรูปของ γ -โลหะผสม TiAl จึงมีความสำคัญทางทฤษฎีและความหมาย และเป็นทิศทางการวิจัยที่สำคัญในเทคโนโลยีการแปรรูปใบพัดปัจจุบัน

5.2 การประมวลผลแบบปรับตัวตามเวลา

ใบพัดเครื่องยนต์เจ็ตมีพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนและต้องการความแม่นยำของรูปทรงสูง ในปัจจุบัน การกลึงความแม่นยำของพวกมันส่วนใหญ่ใช้วิธีการกลึงแบบปรับตัวตามเรขาคณิตที่อาศัยการวางแผนเส้นทางและการสร้างแบบจำลองใหม่ วิธีนี้สามารถลดผลกระทบจากข้อผิดพลาดที่เกิดจากการวางตำแหน่ง การตรึงชิ้นงาน ฯลฯ ต่อความแม่นยำของการกลึงใบพัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความหนาไม่สม่ำเสมอของแท่งโลหะสำหรับหล่อใบพัด ความลึกของการตัดในพื้นที่ต่าง ๆ ของเครื่องมือจะแตกต่างกันระหว่างกระบวนการตัดตามเส้นทางที่วางแผนไว้ ซึ่งนำมาซึ่งปัจจัยที่ไม่แน่นอนให้กับกระบวนการตัดและส่งผลต่อความเสถียรของการประมวลผล ในอนาคต ระหว่างกระบวนการกลึงแบบปรับตัวด้วย CNC ควรมีการติดตามการเปลี่ยนแปลงสถานะการกลึงจริงได้ดียิ่งขึ้น [44] เพื่อเพิ่มความแม่นยำของการกลึงพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อนอย่างมีนัยสำคัญ และพัฒนาวิธีการกลึงแบบปรับตัวควบคุมตามเวลาจริงที่ปรับพารามิเตอร์การตัดตามข้อมูลฟีดแบ็กแบบเรียลไทม์

5.3 อุปกรณ์การผลิตเชิงปัญญา

ในฐานะส่วนประกอบที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในเครื่องยนต์ การผลิตใบพัดมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการผลิตโดยรวมของเครื่องยนต์ และคุณภาพของการผลิตใบพัดมีผลโดยตรงต่อสมรรถนะและความทนทานของเครื่องยนต์ ดังนั้น การกลึงแบบแม่นยำอัจฉริยะสำหรับใบพัดจึงกลายเป็นทิศทางการพัฒนาของการผลิตใบพัดเครื่องยนต์ในปัจจุบันทั่วโลก การวิจัยและพัฒนาเครื่องจักรและอุปกรณ์กระบวนการเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้การประมวลผลใบพัดเป็นไปอย่างอัจฉริยะ ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยี CNC ระดับความอัจฉริยะของเครื่องจักรได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และความสามารถในการผลิตและการประมวลผลก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ดังนั้น การวิจัย พัฒนา และนวัตกรรมของอุปกรณ์กระบวนการอัจฉริยะจึงเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญสำหรับการกลึงแบบแม่นยำและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับใบพัดผนังบาง เครื่องจักร CNC อัจฉริยะที่มีความซับซ้อนสูงเมื่อรวมกับอุปกรณ์กระบวนการจะสร้างระบบการประมวลผลใบพัดอัจฉริยะ (ดูรูปที่ 10) ซึ่งสามารถทำการกลึง CNC แบบแม่นยำสูง มีประสิทธิภาพสูง และปรับตัวได้สำหรับใบพัดผนังบาง