Nel campo dei motori aeronautici, il disco pala integrale è il componente principale dell'hot end e la sua precisione di lavorazione determina direttamente le prestazioni aerodinamiche del motore. Recentemente, un nuovo progetto di lavorazione di dischi a lama integrale in lega ad alta temperatura- intrapreso da un'azienda produttrice di aerei ha attirato l'attenzione del settore perché supera i limiti dei processi tradizionali.
Caratteristiche del prodotto di trasformazione
Il disco della lama è realizzato in lega ad alta temperatura GH4169-, con un diametro di 238 mm e una struttura integrale a pareti sottili-. La difficoltà della sua lavorazione risiede nei requisiti di progettazione del rapporto di spessore della corda-di 40:1 e nei requisiti di controllo di precisione a livello di micron-nella transizione della superficie della pala. Secondo l'accordo tecnico, la rugosità superficiale della lama deve essere ottimizzata da Ra 3,1μm a Ra 0,51μm e la precisione del contorno deve essere migliorata a 0,04 mm.
Sfide dell'aggiornamento dei processi
Le soluzioni di lavorazione tradizionali si trovano ad affrontare quattro principali colli di bottiglia tecnici:
1) La vibrazione della lavorazione della struttura a pareti sottili- porta alla vibrazione della superficie
2) La rugosità effettiva è di soli Ra 0,93μm
3) Sono presenti evidenti segni di taglio sull'angolo R di transizione del bordo della lama
4) La tolleranza di posizione di alcune lame arriva fino a 0,12 mm
Soluzione BISHENintegra l'elaborazione del collegamento a cinque-assi, il taglio con vibrazione a ultrasuoni e la tecnologia di micro-lubrificazione attraverso il sistema di elaborazione ecologica a ultrasuoni sviluppato in modo indipendente. Le sue innovazioni principali sono:
• Il mandrino a vibrazione ultrasonica raggiunge 20.000-micro-impatti ad alta frequenza al minuto
• La precisione del collegamento a cinque-assi è stabile a 8μm/1000mm
• Il sistema di taglio ecologico riduce il consumo di fluido da taglio del 95%
Confronto dei dati di elaborazione
L’effetto dell’implementazione mostra:
1) La rugosità superficiale è ridotta a Ra 0,408μm, una diminuzione del 56%
2) La precisione del contorno è controllata stabilmente nell'intervallo 0,035-0,04 mm
3) Il tempo del processo di lucidatura è ridotto del 42%
4) La levigatezza dell'angolo R di transizione del bordo della lama è migliorata di 3 livelli
Secondo i test al banco, il disco a pale prodotto utilizzando il nuovo processo aumenta l’efficienza complessiva del motore del 4,3%-4,7% e il costo annuale del carburante di un singolo motore viene risparmiato di 120.000 dollari USA. Questo caso ha stabilito un nuovo punto di riferimento nel processo per la lavorazione di componenti chiave dei motori aeronautici.
