Tło sprawy i charakterystyka produktu
Przedmiot przetwarzania: integralna część weryfikacyjna pierścienia łopatkowego (podstawowy element silnika lotniczego)
Charakterystyka materiału:
• Stop tytanu i aluminium (gęstość 4,5 g/cm3, twardość HRC49,4-53)
• Wymiary 100×78×30mm konstrukcja precyzyjna
Wymagania procesowe:
Zamknięty basen ostrza i obróbka tylnej części ostrza (zmiana krzywizny przestrzennej do 120 stopni)
Profil Mniejszy lub równy 0,06 mm (odpowiednik precyzji włosa)
Chropowatość powierzchni Ra Mniejsza lub równa 0,4 μm (standard poziomu lustrzanego)
Analiza problemów związanych z przetwarzaniem w przemyśle
Branża lotnicza boryka się obecnie z trzema głównymi wąskimi gardłami technicznymi:
Trudności w obróbce materiału
• Wytrzymałość na rozciąganie stopu tytanu i aluminium sięga 980 MPa
• Tradycyjne zużycie narzędzi jest 3-krotnie wyższe od materiałów konwencjonalnych (źródło danych: ASM Metal Handbook)
Problemy ze sterowaniem precyzyjnym
• Musi wystąpić błąd podłączenia narzędzia do obróbki przedniej i tylnej<0.02mm
• Odkształcenie termiczne złożonej obróbki powierzchni osiąga 0,15 mm (Międzynarodowa Konferencja Produkcji Lotniczej 2023)
Wyzwania związane z niezawodnością przedmiotu obrabianego
• Wartość naprężenia szczątkowego konwencjonalnej powierzchni obróbki waha się w granicach ±200 MPa
• Różnica w trwałości zmęczeniowej elementów silnika sięga 30
BISZENrozwiązania innowacje techniczne
W odpowiedzi na potrzeby precyzyjnej obróbki stopów-tytanu-klasy lotniczej, ekologiczna obrabiarka ultradźwiękowa „trzy-w-jednym” opracowana przez firmę BISHEN oferuje pięć głównych przełomów technologicznych:
Platforma do obróbki złożonej
• Pięcioosiowe centrum obróbcze z połączeniem-zintegrowane z modułem wibracji ultradźwiękowych
• Uniwersalna-niebiesko-biała pionowa struktura dostosowuje się do różnych specyfikacji opraw
System cięcia w niskiej-temperaturze
• Technologia chłodzenia nadkrytycznym CO2 (kontrola stałej temperatury -78 stopni)
• System smarowania minimalną ilością (MQL) zmniejsza straty tarcia o 31%
Rozwiązanie udoskonalające narzędzie
• Uchwyt termokurczliwy z wewnętrznym chłodzeniem ultradźwiękowym zwiększa sztywność o 30%
• Żywotność narzędzia z nano-powłoką wydłuża się 2,8 razy
Porównanie efektów wdrożenia rozwiązań
Większa wydajność obróbki
Tradycyjne rozwiązanie: obróbka jednym narzędziem 4 rowków spowoduje odpryski
BISHEN rozwiązanie: ciągła obróbka 12 rowków nadal utrzymuje normalne zużycie
Skok jakości powierzchni
• Zwiększone szczątkowe naprężenie ściskające o 24% (do -850MPa)
• Wytrzymałość zmęczeniowa zwiększona o 40% (dane z testów laboratoryjnych)
Przełom w wydajności usług
• Żywotność w wysokich temperaturach wydłużona o 35%
• Ryzyko pękania spowodowanego korozją naprężeniową zmniejszone o 60%
