Del fuego al vuelo: Descubriendo las maravillas de la tecnología térmica en la fabricación de motores de avión
técnica de inhibición
Las excelentes propiedades de la superaleación monocristalina se deben principalmente a la eliminación de los límites de grano de las láminas monocristalinas, y la recristalización reducirá significativamente la resistencia a altas temperaturas de la aleación monocristalina original. Después de la fundición de la hoja de cristal único, es necesario realizar el procesamiento de orificios de película de gas, rectificado de dientes de espiga, fresado lateral de la placa de borde, soldadura de orificios del proceso de fundición de la punta de la cuchilla, tratamiento térmico, ensamblaje y otros trabajos de procesamiento posteriores. En el proceso de funcionamiento del motor, la pala está sujeta a impactos de aire frío y caliente y a altas temperaturas, cargas enormes y vibraciones violentas durante la rotación a alta velocidad, y es posible la recristalización. Ha habido varias fallas en las palas de las turbinas. Por lo tanto, en los últimos años, la investigación en el país y en el extranjero ha adoptado el tratamiento térmico previo a la recuperación, la carburación, el recubrimiento y la eliminación de la capa de deformación de la superficie y otros métodos relacionados para inhibir la recristalización y agregar elementos de fortalecimiento de los límites al trabajo de reparación de la recristalización.
tecnología de impresión 3D
La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, integra CAD, CAM, pulvimetalurgia, procesamiento láser y otras tecnologías. Utilizando la tecnología de impresión 3D, podemos convertir el pensamiento del "cerebro" en una entidad tridimensional e imprimir la imagen de una pieza en la computadora en una pieza "real". La tecnología de impresión 3D ha supuesto un cambio "revolucionario" en la tecnología de fabricación y el concepto de procesamiento. La Universidad de Monash en Australia ha producido con éxito el primer motor a reacción impreso en 3D del mundo. Al mismo tiempo, también está trabajando con Boeing, Airbus Group y Safran Group para proporcionar prototipos de motores impresos en 3D para Boeing y otros para pruebas de vuelo. Con la tecnología de impresión 3D, el tiempo de fabricación de piezas de motor se puede reducir de tres meses a seis días.
En China, se utilizó tecnología de impresión 3D para reparar y reutilizar las piezas de desgaste de la punta de las palas del rotor del compresor de alta presión de los motores turbofan. La tecnología de impresión 3D se ha utilizado para fabricar piezas no portadoras y piezas estáticas del motor, pero se están evaluando activamente las propiedades mecánicas de las piezas; al mismo tiempo, se está utilizando la tecnología de impresión 3D para fabricar piezas del rotor del motor y piezas de rodamiento. , etc., también ha llevado a cabo una extensa investigación.
Tecnología de procesamiento del borde de escape de la hoja (borde delantero y trasero)
La calidad del mecanizado de los bordes de entrada y escape de las palas de un motor aeronáutico es uno de los factores clave que afectan el rendimiento aerodinámico del motor aeronáutico. El borde de entrada y escape también es la parte propensa a defectos de la hoja y el área sensible a defectos de la aleación de titanio. Una gran cantidad de fallas en los motores son causadas por defectos de mecanizado del borde de entrada y escape de la pala. Debido a que los bordes de entrada y salida de la pala son la parte más delgada de la pala y el borde de la pala, su rigidez es pobre y la deformación del procesamiento es grande, y los bordes de entrada y salida de la pala procesada a menudo parecen cuadrados y puntiagudos. En la producción en masa de álabes de motor, los problemas tecnológicos clave de alta eficiencia y alta calidad del procesamiento de los bordes de entrada y escape de las álabes no se han resuelto por completo.
Tecnología de procesamiento adaptativo
La tecnología de mecanizado adaptativo se divide en tres formas: planificación adaptativa de la trayectoria de posición de la herramienta, control adaptativo del sistema de control numérico y mecanizado adaptativo combinado con detección digital [3]. En China, la tecnología de mecanizado adaptativo se ha aplicado con éxito en el mecanizado de precisión de cuchillas laminadas/forjadas, la reparación de cuchillas dañadas y el mecanizado de discos de cuchillas monolíticas con soldadura por fricción lineal. Aunque la tecnología de mecanizado adaptativo ha logrado avances y desarrollos en la teoría y la práctica, la aplicación de ingeniería de la tecnología de mecanizado adaptativo sigue siendo una tecnología de investigación candente en la fabricación de motores aeronáuticos.
Tecnología de fabricación antifatiga.
La fatiga del material y los defectos de mecanizado de superficies se han convertido en las principales causas de fallas en las piezas de los motores de aviación, y las fallas se han convertido en una tendencia creciente, por lo que la "fabricación antifatiga" se ha convertido en una tecnología de moda en la fabricación de motores de aviación. La tecnología de fabricación antifatiga se refiere al proceso de fabricación que mejora la vida útil de las piezas al cambiar la organización y distribución de tensiones de los materiales en el proceso de fabricación de las piezas sin cambiar el material ni el tamaño de la sección. La vida a fatiga se ve afectada principalmente por el tratamiento térmico, la corrosión ambiental, la calidad de la superficie, la concentración de tensiones, la tensión superficial y otros factores. El principal método de fabricación antifatiga es reducir la concentración de tensiones y mejorar la resistencia superficial de las piezas. Reducir la concentración de tensiones es garantizar la integridad de la superficie mecanizada, y la mejor manera de mejorar la resistencia de la superficie de las piezas es el granallado. En el proceso de fabricación antifatiga de motores de aviones, se han desarrollado una variedad de nuevos medios de granallado en el proceso de granallado tradicional, y se han utilizado ampliamente las nuevas tecnologías de granallado por láser, granallado ultrasónico y granallado con agua a alta presión. .
Tecnología de prevención de choques con aves
La frecuente ocurrencia de choques con aves se ha convertido en un problema inevitable en el desarrollo de motores aeronáuticos, y se han llevado a cabo extensas investigaciones en el país y en el extranjero. En julio de 2015, la FAA de los Estados Unidos emitió el aviso "Requisitos de choque con aves para aviones de transporte", que no solo presenta requisitos y regulaciones específicos para la futura prevención de choques con aves y prevención de lesiones por objetos extraños en motores de aviones, sino que también señala otra nueva Dirección de investigación para el desarrollo de nuevos materiales para motores y nuevas tecnologías de fabricación de estructuras.
