渦輪葉片

以精度為動力

<>渦輪葉片是現代航空引擎的主力。它們在極端環境中運作，溫度超過 1,600° C / 2,732° F（足以熔化材料的溫度）和高達 12,000 rpm轉速產生的數噸離心力。由於渦輪葉片的形狀決定了能源效率、氣流和推力，因此任何葉片表面或尺寸缺陷都可能導致葉片失效甚至是發動機故障。此外，渦輪葉片設計變得越來越複雜且難以量測，因為它們採用了新的幾何形狀以及不同的複合材料和鑄件。量測和檢查這些零組件時可沒有失誤的餘地。

渦輪葉片生產過程的品質標準

由於每年生產數以百萬計的渦輪葉片，因此不合格產品的成本（管控）至關重要。追求產品一次到位的需求永遠是製造商的首要目標。蔡司解決方案的設備和軟體專為流程控制確認、最終檢驗和閉迴路資料處理工具（如 PiWeb）而設計，是您量測過程最完美的加分工具。

圓柱狀金屬的庫存。從顯微鏡到圓柱體左上方的影像，透過顏色顯示金屬區域的晶粒大小和方向。

蠟和陶瓷芯製造

輸入的品質直接影響到輸出的品質。在考慮到蠟或陶瓷芯對最終鑄造影響較小的渦輪葉片鑄造過程中，控制輸入品質對鑄造品質的影響顯得更為重要。

挑戰

了解蠟和陶瓷芯形狀、尺寸、輪廓和雜質會對最終鑄件帶來什麼影響。

我們的解決方案

蔡司技術已準備好建立產品的數位檔案，以提供流程改進評估使用。蔡司X光系列和ATOS ScanBoxes協助您在不損壞產品的情況下建立您產品的數位拷貝。
  • 像GOM Blade Inspect這樣的軟體，能協助您進行3D趨勢分析
    • 庫存材料的髖關節初步鍛造。藍色空隙顯示鍛造過程中可能的缺陷。在空隙中放大關節

    熔模鑄造工藝

    渦輪葉片的價值在灌注金屬的那一刻會顯著提升，這是所有陶瓷芯、蠟模和外殼製程努力的結果。蔡司的產品可以持續增加價值，並驗證您的流程是否達到最終鑄造狀態。

    挑戰

    確保產品的外部和內部特徵符合其預期用途。

    我們的解決方案

    流程內量測資料會進入CADCAM軟體
  • 使用2D和3D X光系統進行最終檢測，以確保內部孔洞和壁厚的完整性。
  • 自動化測量系統，如ATOS ScanBox BPS或ZEISS Integration Series，可確保檢測區域的高效率。
    • 製造關節的過程常會出現毛邊。從供應商收到的零件。

    機械加工

    將鑄造件加工成為飛行部件的成品，是需要經過複雜、高精密度且高生產力的加工設置。通常使用結合加工中心、量測設備和自動化生產系統的小型化生產系統來簡化與移除操作員對生產流程的影響。

    挑戰

    確保以最有效的設置收集量測資料，在生產時提供關鍵尺寸的快速回饋是大批量製造最重要的一環。

    我們的解決方案

    使用耐用且適合現場環境的現場設計設備，結合自動化解決方案和適當的報告軟體，以實現在製造時完整的閉迴路回饋。

    進一步的鍛造。上圖顯示的顯微鏡影像是殘留在過濾器上的微粒。從清潔處理過的零件。

    鍍膜工藝

    塗層是渦輪葉片當中重要的組成部分。塗上塗層以保護葉片免受惡劣環境中的腐蝕，並為其增加熱性能，使其能在高溫中運作。

    挑戰

    驗證塗層的過程對於確保渦輪葉片的完整性和和使用壽命至關重要。即使是流程中微小的差異也有可能對產品的合格性帶來影響，因此擁有正確的品質工具是非常重要的。

    我們的解決方案

    蔡司擁有兩套主要的解決方案，以用在流程設置、認證和大規模生產上確保塗層厚度和完整性。對於經常用來確保塗層和壁厚完整性的破壞性檢測來說，蔡司顯微鏡工具套組能完全滿足您的需求。當確立一個流程並需要進行像厚度等的過程檢查時，蔡司的ScanBox是一個快速檢測的最佳解決方案，可以在塗層前後分析葉片，以計算出塗層的厚度。這是一個不須切割葉片就能完成厚度確認且最經濟實惠的方案。
    大多是已加工過的支桿。描述正常長度的線條上圖顯示探針連接至零件以便量測所述體積。

    最終驗證

    嚴格且全面地實現 AS9102 或AS13003等Regulatory與OEM要求。

    挑戰

    渦輪葉片有廣泛的驗證要求，沒有單一的解決方案可以滿足所有要求。在這種情況下，蔡司的品質工具和技術系列是您最完美的選擇。

    我們的解決方案

    蔡司的軟體套裝及硬體解決方案，能滿足您通過認證所需的各種特徵需求，其包括高解析度的接觸式、光學式及顯微鏡解決方案等。

    維修和改造

    <>渦輪葉片的壽命可達 35,000 小時，也就是大約 1,500 萬飛行英哩，才需要進行維修或改造。然而，代工生產(OEM)業者在金錢和時間方面面臨的最大成本因素之一就是維修。他們需要有助於發現隱藏錯誤、預測結構故障並快速找出缺陷的技術，以使葉片恢復旋轉並延長渦輪引擎的使用壽命。

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