Od ognja do leta: Odkrivanje čudes toplotne tehnologije pri izdelavi letalskih motorjev
inhibicijska tehnika
Odlične lastnosti monokristalne superzlitine so v glavnem posledica odprave meja zrn monokristalnih rezil, rekristalizacija pa bo znatno zmanjšala odpornost na visoke temperature prvotne monokristalne zlitine. Po litju enokristalnega rezila je treba izvesti obdelavo lukenj v plinskem filmu, brušenje čepov, stransko rezkanje robne plošče, varjenje lukenj v procesu litja konice rezila, toplotno obdelavo, sestavljanje in druga nadaljnja obdelava. V procesu delovanja motorja je rezilo izpostavljeno udarcem vročega in mrzlega zraka ter visoki temperaturi, ogromnim obremenitvam in močnim tresljajem med vrtenjem z visoko hitrostjo, možna je rekristalizacija. Bilo je več okvar turbinskih lopatic. Zato so v zadnjih letih raziskave doma in v tujini sprejele toplotno obdelavo pred okrevanjem, naogljičenje, prevleko in odstranitev površinske deformacijske plasti ter druge sorodne metode za zaviranje rekristalizacije in dodajanje elementov za krepitev meja rekristalizacijskim popravilom.
Tehnologija 3D tiskanja
3D-tiskanje, znano tudi kot aditivna proizvodnja, združuje CAD, CAM, prašno metalurgijo, lasersko obdelavo in druge tehnologije. S tehnologijo 3D tiskanja lahko razmišljanje »možganov« spremenimo v tridimenzionalno entiteto in sliko dela na računalniku natisnemo v »pravi« del. Tehnologija 3D tiskanja je naredila "revolucionarno" spremembo v tehnologiji izdelave in konceptu obdelave. Univerza Monash v Avstraliji je uspešno izdelala prvi 3D tiskan reaktivni motor na svetu. Hkrati sodeluje tudi z Boeingom, Airbus Group in Safran Group, da zagotovi 3D natisnjene prototipe motorjev za Boeing in druge za testiranje letenja. S tehnologijo 3D-tiskanja se lahko čas izdelave delov motorja skrajša s treh mesecev na šest dni.
Na Kitajskem so tehnologijo 3D tiskanja uporabili za popravilo in ponovno uporabo obrabljivih delov konic lopatic visokotlačnih kompresorskih lopatic turboventilatorskega motorja. Tehnologija 3D-tiskanja je bila uporabljena za izdelavo nenosilnih delov in statičnih delov na motorju, vendar se mehanske lastnosti delov aktivno ocenjujejo, hkrati pa je uporaba tehnologije 3D-tiskanja za izdelavo delov rotorja motorja, ležajnih delov , itd., je prav tako izvedel obsežno raziskavo.
Tehnologija obdelave izpušnega roba rezila (sprednji in zadnji rob).
Kakovost obdelave vstopnega in izpušnega roba lopatice letalskega motorja je eden od ključnih dejavnikov, ki vpliva na aerodinamično zmogljivost letalskega motorja. Vhodni in izpušni rob sta tudi del rezila, ki je nagnjen k napakam, in občutljivo območje titanove zlitine. Veliko število okvar motorja povzročijo strojne napake vstopnega in izpušnega roba rezila. Ker sta vstopni in izpušni rob rezila najtanjši del rezila in roba rezila, je njegova togost slaba in deformacija pri obdelavi velika, vstopni in izpušni rob obdelanega rezila pa sta pogosto kvadratna in koničasta. V množični proizvodnji lopatic motorjev ključni tehnološki problemi visoke učinkovitosti in kakovostne obdelave vstopnega in izpušnega roba lopatic niso v celoti rešeni.
Prilagodljiva tehnologija obdelave
Prilagodljivo obdelovalno tehnologijo delimo na tri oblike, in sicer na prilagodljivo načrtovanje trajektorije položaja orodja, prilagodljivo krmiljenje numeričnega krmilnega sistema in prilagodljivo obdelavo v kombinaciji z digitalno detekcijo [3]. Na Kitajskem je bila tehnologija prilagodljive obdelave uspešno uporabljena pri precizni obdelavi kovanja/valjanja rezil, popravilu poškodovanih rezil in obdelavi monolitnih diskov z linearnim tornim varjenjem. Čeprav je tehnologija prilagodljive strojne obdelave naredila preboj in razvoj v teoriji in praksi, je inženirska uporaba tehnologije prilagodljive strojne obdelave še vedno vroča raziskovalna tehnologija v proizvodnji letalskih motorjev.
Tehnologija izdelave proti utrujenosti
Utrujenost materiala in površinske strojne napake so postali glavni vzroki za odpoved delov letalskih motorjev, okvara pa je postala naraščajoči trend, zato je "proizvodnja proti utrujenosti" postala vroča tehnologija v proizvodnji letalskih motorjev. Tehnologija izdelave proti utrujenosti se nanaša na proizvodni proces, ki izboljša življenjsko dobo delov ob utrujenosti s spreminjanjem organizacije in porazdelitve napetosti materialov v proizvodnem procesu delov brez spreminjanja materiala in velikosti preseka. Na življenjsko dobo ob utrujenosti vplivajo predvsem toplotna obdelava, okoljska korozija, kakovost površine, koncentracija napetosti, površinska napetost in drugi dejavniki. Glavna metoda izdelave proti utrujenosti je zmanjšanje koncentracije napetosti in izboljšanje površinske trdnosti delov. Zmanjšanje koncentracije napetosti zagotavlja celovitost strojno obdelane površine, najboljši način za izboljšanje površinske trdnosti delov pa je strganje. V procesu izdelave proti utrujanju letalskih motorjev so bili razviti različni novi mediji za streljanje v tradicionalnem postopku streljanja, nove tehnologije laserskega streljanja, ultrazvočno streljanje in visokotlačno vodno streljanje pa so bile široko uporabljene. .
Tehnologija za preprečevanje trkov s pticami
Pogosti trki ptic so postali neizogiben problem pri razvoju letalskih motorjev, zato so bile opravljene obsežne raziskave doma in v tujini. Julija 2015 je ameriška FAA izdala obvestilo »Zahteve glede trkov s pticami za transportna letala«, ki ne le predstavlja posebne zahteve in predpise za prihodnje preprečevanje trkov s pticami in preprečevanje poškodb letalskih motorjev pred tujki, temveč tudi opozarja na drugo novost usmeritev raziskav za razvoj novih materialov za motorje in nove tehnologije izdelave strukture.
