Skip to main content

Unconventional (Advanced) Manufacturing Processes for Gas-Engine Turbine Components

Article Category

Article available in the folowing languages:

Elastyczne narzędzia do produkcji komponentów turbin gazowych

Finansowany ze środków UE zespół badawczy opracował dwie alternatywne technologie obróbki poprzez przeciąganie na potrzeby branży lotniczej. Narzędzia te umożliwiają przyspieszenie cięcia oraz obniżenie kosztów.

Technologie przemysłowe

Duży popyt na turbiny silników gazowych w przemyśle lotniczym powoduje, że potrzebne są bardziej wydajne, niezawodne i elastyczne technologie produkcji komponentów turbin. W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Unconventional (advanced) manufacturing processes for gas-engine turbine components" (ADMAP-GAS) opracowano nowe, zaawansowane systemy w tym zakresie. Celem prac było udoskonalenie sposobu wytwarzania profili jodełkowych, łączących obracające się łopaty i dyski w silnikach. W projekcie ADMAP-GAS dokonano oceny technologii obróbki przy użyciu strumienia wody ze ścierniwem (AWJM) oraz przewodowej obróbki elektroiskrowej (EDM), aby usprawnić obróbkę. Nie trzeba było wytwarzać żadnych specjalnych narzędzi, a zużycie narzędzi nie wpływało na parametry obrabianego elementu. Te nowe, niekonwencjonalne procesy pomogły także uporać się z problemami dotyczącymi obróbki, wynikającymi z parametrów termicznych i twardości mechanicznej stopów niklowych. Naukowcy wykazali, że obie technologie są bardzo obiecujące w zakresie obróbki profili o geometrii jodełkowej. Obie poprawiają szybkość usuwania materiału oraz jakość powierzchni. W porównaniu z przeciąganiem, umożliwiają bardzo elastyczną produkcję profili o różnych geometriach. Opracowany w projekcie proces AWJC sprawdził się w obróbce zgrubnej, która w przypadku stopów trudnoobrabialnych wymaga stosowania bardzo ekonomicznej technologii. W ramach projektu ADMAP-GAS powstał system monitorowania procesu, wieloosiowa głowica tnąca oraz nowa geometria dyszy. Technologia HS-WEDM okazała się też poważną alternatywą dla przeciągania, szczególnie w zakresie zmęczenia powierzchni. Dzięki optymalizacji technologii naukowcy poprawili szybkość cięcia i uzyskali bardzo dobrą jakość powierzchni (minimalna warstwa powierzchniowa i zanieczyszczenie oraz brak spękań). Ryzyko awarii dysków silnika zmniejszono dzięki opracowaniu systemów monitorowania procesu. Analiza kosztów w cyklu życia wykazała 25% zmniejszenie kosztów obróbki w przypadku wytwarzania profilu jodełkowego przy pomocy technik opracowanych w projekcie. Oba procesy wykazały też duży potencjał, jeśli chodzi o zmniejszenie wpływu obróbki na środowisko, dzięki mniejszemu o 60% zużyciu energii. Obie technologie mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w branży lotniczej, ale i w przemyśle motoryzacyjnym.

Słowa kluczowe

Komponenty turbin, obróbka, wyciąganie, aeronautyka, turbina silnika gazowego, technologie produkcji, jodła, dyski z łopatami, cięcie strumieniem wodnym, obróbka elektroerozyjna, zmęczenie powierzchni

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania