เครื่องแปรรูป CNC สายอากาศสําหรับใบทุเรียน

1 บทนำ

ในปี 2025 ผู้ผลิตอากาศยานยังคงเผชิญกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับใบพัดกังหันที่มีความแม่นยำสูงขึ้น น้ำหนักเบาลง และทนทานต่อความร้อนมากขึ้น การตัดเฉือน CNC โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบห้าแกน ได้กลายเป็นแนวทางหลักในการตอบสนองความต้องการเหล่านี้ วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือการประเมินระเบียบวิธีของกระบวนการ กำหนดปริมาณผลลัพธ์การตัดเฉือน และสร้างข้อมูลที่ทำซ้ำได้เพื่อใช้ในบริบทอุตสาหกรรมและการวิจัย

2 ระเบียบวิธีวิจัย

2.1 แนวทางการออกแบบ

การศึกษาใช้วิธีการสร้างแบบจำลองพารามิเตอร์ของใบพัดกังหันอากาศยานมาตรฐาน กลยุทธ์เส้นทางเครื่องมือถูกสร้างขึ้นโดยใช้ Siemens NX โดยมีอัลกอริธึมการก้าวเดินแบบปรับได้และอัตราการป้อนที่แปรผัน การพิจารณาการออกแบบรวมถึงการลดการโก่งตัวของเครื่องมือให้เหลือน้อยที่สุด และการรับรองความหยาบของพื้นผิวที่สม่ำเสมอทั่วทั้งรูปทรงเรขาคณิตโค้งที่ซับซ้อน

2.2 แหล่งข้อมูล

เกณฑ์มาตรฐานความคลาดเคลื่อนและบูรณภาพของพื้นผิวพื้นฐานได้รับมาจากมาตรฐานการตัดเฉือนอากาศยานก่อนหน้า [1] ข้อมูลอ้างอิงเปรียบเทียบถูกดึงมาจากกรณีศึกษาในอุตสาหกรรมที่บันทึกไว้และการทดลองการตัดเฉือนที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ

2.3 เครื่องมือและแบบจำลองการทดลอง

ศูนย์กลางการตัดเฉือนห้าแกน DMG MORI DMU 75 monoBLOCK ถูกใช้สำหรับการทดลองทั้งหมด เครื่องมือตัดประกอบด้วยเครื่องกัดปลายคาร์ไบด์แข็งเคลือบ TiAlN เส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 6 มม. ถึง 12 มม. ชิ้นงานถูกประดิษฐ์จาก Inconel 718 ซึ่งเป็นโลหะผสมนิกเกิลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตกังหัน การได้มาซึ่งข้อมูลได้รับการสนับสนุนโดยการวัดไดนาโมมิเตอร์ในกระบวนการและการสแกนด้วยแสง 3 มิติสำหรับการตรวจสอบมิติ

3 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

3.1 ความแม่นยำในการตัดเฉือน

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าค่าเบี่ยงเบนมิติไม่เกิน ±8 μm ทั่วพื้นผิวปีกเครื่องบิน (ตารางที่ 1) เมื่อเทียบกับการตกแต่งแบบสามแกนแบบเดิม วิธีการที่นำเสนอลดความแปรปรวนทางเรขาคณิตลงประมาณ 27%

ตารางที่ 1 ผลลัพธ์ความแม่นยำของมิติสำหรับตัวอย่างใบพัดกังหัน Inconel 718

3.2 บูรณภาพของพื้นผิว

การสแกนพื้นผิวยืนยันความหยาบที่สอดคล้องกันโดยมีค่า Ra ต่ำกว่า 0.45 μm (รูปที่ 1) เมื่อเทียบกับชุดข้อมูลเกณฑ์มาตรฐาน [2] ค่าเหล่านี้แสดงถึงการปรับปรุงความสม่ำเสมอ 15% ซึ่งบ่งชี้ถึงการควบคุมเส้นทางเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพ

รูปที่ 1 การสแกนด้วยแสงของโปรไฟล์พื้นผิวใบพัดกังหันที่ผ่านการตัดเฉือน

3.3 การประเมินเปรียบเทียบ

เมื่อเทียบกับเอกสารที่มีอยู่ [3] กระบวนการนี้แสดงให้เห็นถึงความเครียดตกค้างที่ต่ำกว่า ซึ่งเกิดจากการปรับการป้อนแบบปรับได้ ผลลัพธ์เหล่านี้ยืนยันถึงความเป็นไปได้ในการนำวิธีการนี้ไปใช้ในสภาพแวดล้อมการผลิตแบบอนุกรม

4 การอภิปราย

การปรับปรุงความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวสามารถนำมาประกอบกับการรวมอัลกอริธึมเส้นทางเครื่องมือแบบปรับได้และความเร็วในการตัดที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม ยังคงมีข้อจำกัดในด้านเวลาในการประมวลผล ในขณะที่ความแม่นยำของมิติได้รับการปรับปรุง เวลาในการตัดเฉือนเพิ่มขึ้นประมาณ 8% การศึกษาเพิ่มเติมอาจมุ่งเน้นไปที่การสร้างสมดุลระหว่างความแม่นยำและปริมาณงานโดยใช้เทคนิคการตัดเฉือนแบบไฮบริดหรือการปรับพารามิเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI เชิงพยากรณ์ นัยยะทางอุตสาหกรรมรวมถึงอัตราผลตอบแทนที่สูงขึ้นในการผลิตใบพัดกังหันและลดข้อกำหนดในการทำงานซ้ำ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพด้านต้นทุน

5 บทสรุป

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการตัดเฉือน CNC ห้าแกนที่เหมาะสมให้ประโยชน์ที่วัดผลได้สำหรับการผลิตใบพัดกังหัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านความแม่นยำของมิติและความสม่ำเสมอของพื้นผิว ผลลัพธ์ยืนยันความน่าเชื่อถือของการรวมเส้นทางเครื่องมือแบบปรับได้และพารามิเตอร์การตัด งานในอนาคตอาจตรวจสอบแนวทางแบบเพิ่มและลบแบบไฮบริดและการตรวจสอบกระบวนการแบบเรียลไทม์เพื่อความก้าวหน้าเพิ่มเติมในการผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน