İş parçası tasarlanıp üretilmeden önce yapı mühendisi, en uygun iş parçası şeklini belirlemek, yerel alanlarda neredeyse net şekillendirme elde etmek, malzeme kullanımını iyileştirmek, işleme paylarını azaltmak ve işleme döngüsünü kısaltmak için soğuk ve sıcak proses mühendisleriyle tam iletişim kurar. Ortak ham parça hassas şekillendirme üretim teknolojileri temel olarak aşağıdaki 5 türü içerir.
Hassas döküm
Katı metali ısıtıp eriten, onu bir kalıp kalıbı kabuğuna döken ve bir döküm parçası halinde katılaştıran bir işleme yöntemi. Şu anda hassas döküm teknolojisi türbin kanatlarında yaygın olarak kullanılmaktadır ve akış yolu yüzeylerinin tümü sıfır-kalıntı dökümdür ve akış yolu yüzey profili ±0,2 mm'dir.
Kum dökümü
Hassas dövme
Hammaddenin kalıpta plastik deformasyona uğramasını sağlamak için prese baskı uygulayan ve böylece çok az veya hatta hiç tolerans gösterilmeden hassas dövme elde edilen bir işleme yöntemi. Bu işlem, malzeme kullanımını artırabilen ve işlemeyi azaltabilen veya ortadan kaldırabilen kompresör kanatlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, hassas dövme bıçağın bıçak gövdesi sıfır dövme kalıntısını benimsiyor ve malzeme kullanım oranı %80'e ulaşıyor.
Hassas eğirme
Bir levhayı veya önceden şekillendirilmiş halka şeklindeki ham parçayı, yüksek-hızda dönüşle ve belirli bir basınç uygulayarak ince-duvarlı, içi boş, dönen bir gövdeye dönüştüren bir işleme yöntemi. Şu anda kaplamalar, yanma odası konileri ve kompresör gövdeleri gibi parçalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Şu anda, sıcak eğirme 1-2 mm marj kontrolü sağlayabilmektedir ve soğuk eğirme, ±0,2 mm marj kontrolü sağlayabilmektedir.
Toz metalurjisi
Sinterleme ve kalıplama işlemleri yoluyla malzeme ve ürün yapmak için metal tozunu (veya metal tozu ile-metalik olmayan tozun bir karışımını) kullanan bir süreç teknolojisi. Bu işlem esas olarak havacılık motorları alanında, yüksek sıcaklıklara ve yüksek yüklere dayanabilen türbin diskleri gibi dönen parçaların imalatında kullanılır.
Toz metalurjisi akış şeması
Hızlı prototipleme
Karmaşık üç-boyutlu parçaları basit iki-boyutlu yapılardan oluşan birden fazla katmana ayırmak ve karmaşık üç-boyutlu parçaları basit iki-boyutlu yapılar üreterek yeniden oluşturmak, "karmaşık"tan "basit"e ve sonra "karmaşık"a doğru bir süreçtir. Motorun yanma odasındaki nispeten karmaşık yapıya sahip yakıt nozulu, hızlı prototipleme teknolojisini kullanıyor.
2. Özel işleme teknolojisi
Özel işleme (bazen-geleneksel olmayan işleme olarak da adlandırılır), iş parçasından daha sert bir alet gerektirmeyen veya bariz bir mekanik kuvvet uygulanmasını gerektirmeyen işlemi ifade eder. Bunun yerine, gerekli şekil, boyut ve yüzey kalitesi gereksinimlerini elde etmek için iş parçası malzemesini çıkarmak veya performansını değiştirmek için doğrudan elektrik enerjisini, termal enerjiyi, kimyasal enerjiyi, ışık enerjisini veya bunların bir kombinasyonunu kullanır. Aşağıdaki 6 özel işleme teknolojisi şu anda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Elektro-erozyon işleme
İş parçası malzemesinin çıkarılmasını kontrol eden, malzemeyi deforme eden ve iş parçası ile takım elektrotu arasındaki deşarj yoluyla performansını değiştiren özel işlem. Şu anda, türbin kılavuz kanatları üzerindeki hava filmi delikleri çoğunlukla elektrokıvılcım küçük delik oluşturma yoluyla işlenmektedir ve kompresör stator kanatlarının fan-şeklindeki bölümleri de elektrokıvılcım tel kesme yoluyla işlenmektedir.
Elektrospark işlemenin şematik diyagramı
Elektrokimyasal işleme
Elektrokimyasal reaksiyonlar yoluyla iş parçası malzemesini ortadan kaldıran özel işlem. Yüksek sıcaklıkta alaşımlı entegre bıçaklar gibi-işlenmesi-zor olan bazı malzemeleri-geleneksel işleme yoluyla elde etmek zordur ve elektrolitik işleme teknolojisi kullanılarak işlenebilir.
Yüksek-enerjili ışın işleme
İş parçası malzemelerini çıkarmak veya bağlamak için yüksek-enerji-yoğunluklu lazer ışınlarını, elektron ışınlarını veya iyon ışınlarını kullanın. Lazer ışını işleme esas olarak delme, kesme, kaynaklama ve markalama için kullanılabilir. Femtosaniye lazer delme, türbin kanatlarındaki hava filmi deliklerini işleme yöntemlerinden biridir.
Aşındırıcı akış
Belirli bir basınç altında işlenmiş yüzey üzerinde akmaya zorlamak için aşındırıcılar içeren yarı-akışkan viskoelastik aşındırıcı bir ortam kullanın ve aşındırıcı parçacıkların kazıma hareketi ile iş parçası yüzeyindeki mikroskobik pürüzlü malzemeleri çıkarın, böylece yüzey parlatma veya çapak alma amacına ulaşın. Entegre kapalı bıçaklara aşındırıcı akış teknolojisi uygulanmıştır.
Aşındırıcı akış işleminin şematik diyagramı
Titreşim bitirme
İş parçasını, aşındırıcıyı, suyu ve kimyasal katkıları belirli bir formüle göre bir kaba koyun. Kabın düzenli titreşimine dayanarak, aşındırıcı ve iş parçası göreceli hareket ve karşılıklı sürtünme üretir, iş parçasının yüzeyinden ve çevresinden çıkıntı yapan çapakları taşlar ve iş parçasının keskin kenarlarını yuvarlar ve yüzeyi parlatır. Yorulma mukavemeti yüksek parçalarda yaygın olarak kullanılan etkili bir yüzey bitirme teknolojisidir.
Aşındırıcı su jeti işleme
Taşıyıcı olarak yüksek-hızlı su akışını kullanarak, yüksek-hızlı ve konsantre bir aşındırıcı akışı, işlenecek yüzeye etki edecek şekilde yönlendirilir ve malzemenin düzenli ve kontrol edilebilir bir şekilde çıkarılması işlemi gerçekleştirilir. Kesme termal deformasyonu olmaması, her türlü malzemeyi kesebilme özelliği, kesme yönünde yüksek esneklik ve çok küçük kesme kuvveti nedeniyle seramik ve güçlendirilmiş kompozit malzemeler gibi işlenmesi zor malzemelerde yaygın olarak kullanılır.
3. Gelişmiş kaynak teknolojisi
Kaynak, metal malzemeleri bağlamak için{0}}yüksek kaliteli ve etkili bir işlemdir. Düşük-maliyetli ileri yapısal üretim süreci teknolojisine aittir ve aynı zamanda ileri imalat endüstrisinde en yaygın kullanılan işleme teknolojilerinden biridir. Yaygın olarak kullanılan kaynak teknolojileri temel olarak aşağıdaki 4 türü içerir.
Elektron ışın kaynağı
Kaynak için ısı kaynağı olarak yüksek-hızlı, yüksek-enerji yoğunluklu elektron ışınlarını kullanan bir işlem. Büyük en-boy oranı, küçük kaynak artık deformasyonu, kaynak işlemi parametrelerinin hassas kontrolünün kolay sağlanması, vakum ortamında saf kaynaklar, iyi tekrarlanabilirlik ve stabilite özelliklerine sahiptir. Bu avantajların diğer ergitme kaynak yöntemleriyle karşılaştırılması zordur, bu nedenle entegre rotor, gövde ve motor şaftı gibi önemli yapıların kaynağında yaygın olarak kullanılır.
Elektron ışın kaynağı
Atalet sürtünme kaynağı
Kaynak yapılacak malzemeler arasındaki sürtünme yoluyla ısı üreten ve malzemelerin plastik deformasyona uğramasına ve baskı kuvvetinin etkisi altında akmasına neden olarak malzeme bağlantısını sağlayan bir tür katı faz kaynağı. İyi kaynak bağlantı kalitesi, yüksek boyutsal doğruluk ve farklı malzemelerin iyi bağlantı etkisi gibi avantajlara sahiptir. Uçak motoru fan disklerini, yüksek-basınçlı kompresör rotor düzeneklerini ve yüksek-basınçlı türbin disk mili düzeneklerini bağlamak için ana kaynak işlemi haline geldi.
Lehimleme
Kaynak yapılacak malzemelerin ana malzemenin erime noktasından daha düşük ve sert lehim malzemesinin erime noktasından daha yüksek bir sıcaklıkta ısıtılması ve bağlantının sağlanması için boşluğun sıvı sert lehim malzemesi ile doldurulması yöntemi. Ana malzemenin özelliklerine ve yapısına daha az etki etmesi ve kaynak deformasyonunun daha az olması özelliklerine sahiptir. Uçak motoru petek sızdırmazlık yapıları, türbin kanatları, kompresör kanatları ve yanma odası bileşenleri dahil olmak üzere çeşitli malzeme ve yapılar için uygundur. Bazı karmaşık bileşenler için lehimleme uygun tek bağlantı yöntemidir.
Lehimleme diyagramı
Argon arkı kaynağı
İnert gaz koruması altında, elektrot ile kaynak yapılacak malzemeler arasında oluşan ark, kaynak yapılacak malzemeleri ve dolgu malzemesini eritmek için kullanılır ve böylece bağlantı sağlanır. Taşınabilirlik ve maliyet açısından büyük avantajlara sahip olup, motor gövdeleri ve yanma odalarının kaynaklarında yaygın olarak kullanılmaktadır.
4. Yüzey işleme teknolojisi
Parçaların yüzey durumunu iyileştirmek, parçaların korozyon direnci, aşınma direnci, oksidasyon direnci ve yüksek sıcaklık direnci gibi özel fonksiyonel gereksinimlerini karşılamak ve parçaların servis ömrünü uzatmak için parçalar üzerinde yüzey işlemi yapılması gerekir. Uçak motorlarında yaygın olarak kullanılan yüzey işleme teknolojileri temel olarak kimyasal işlem, yüzey güçlendirme ve kaplama teknolojisini içermektedir.
Kimyasal arıtma
Korozyon, elektrokaplama, anotlama ve kimyasal temizleme gibi kimyasal işlem yöntemleri yoluyla malzemelerin yüzey durumunu iyileştiren bir yüzey modifikasyon işlemi.
Plazma püskürtme
Yüzey güçlendirme
Yüzey katmanının plastik deformasyonu yoluyla, yüzey gerilimi konsantrasyonunun "soğuk deformasyon" sürecini arttırmak için parçanın yüzeyinde yüksek artık gerilim oluşturulur. Esas olarak entegre bıçağın yüzeyinin bilyeli dövülmesi için kullanılır.
Kaplama
Farklı kullanımlara göre sızdırmazlık, aşınmaya-dirençli, termal bariyer ve diğer kaplamalara ayrılabilir. Bunlar arasında, kasa bileşenleri için sızdırmazlık kaplamaları, şaft parçaları için aşınmaya- dirençli kaplamalar ve türbin kanatları için termal bariyer kaplamaları kullanılabilir.
Uçak motor parçalarının oldukça "ızdırap verici" olduğu söylenebilir. Yalnızca türbin kanatları için çalışma sıcaklığı 1700 dereceye - ulaşabilir; bu, demirin erime noktasından neredeyse 150 derece daha yüksektir!
Bu parçaların "sağlıklı" hale getirilmesi için araştırmacıların "teleskop" kullanarak teknolojinin ön saflarına odaklanması gerekiyor. Aynı zamanda teknik detayları keşfetmek için "mikroskopları" kullanmak ve teknolojinin ihtiyaçlara daha iyi uyum sağlaması için çabalamak zorundalar. "Kalbi dökme" yolculuğunda, Shangfa halkının üstün "maddi" sanat arayışı asla bitmeyecek!
