Назначение: восстановление лопаток компрессоров
HSTM 1000 Hybrid предназначен для восстановления методом наплавления дорогостоящих металлических деталей, таких как лопасти компрессоров двухконтурных турбореактивных двигателей.
В процессе их эксплуатации на передних кромках лопастей компрессора могут возникать незначительные повреждения (сколы) вследствие нештатного попадания в двигатель посторонних твердых частиц.
Проблема: деформация лопаток
Традиционные методы восстановления лопаток наплавлением предполагают большой объем кропотливого ручного труда.
Применение станков с ЧПУ не всегда возможно, так как в процессе работы лопатки постепенно вытягиваются под действием огромных центробежных сил, поэтому со временем их размеры перестают соответствовать форме и допускам теоретической CAD-модели.
| Проблема | Причина | Последствие |
|---|---|---|
| Деформация лопаток | Центробежные силы | Несоответствие CAD-модели |
| Повреждения кромок | Попадание твердых частиц | Сколы и дефекты |
| Ручное восстановление | Традиционные методы | Большой объем труда |
Решение: адаптивная механообработка Delcam
Для разрешения этого противоречия компания Delcam реализовала в своих CAD/CAM/CAI-системах семейства Power Solution технологию адаптивной механообработки.
Принцип работы
Суть технологии заключается в периодическом измерении (при помощи устанавливаемых непосредственно на станке с ЧПУ прецизионных контактных измерительных систем) фактической формы детали.
При этом для каждой операции механообработки управляющие программы для станка с ЧПУ разрабатываются с учетом фактической CAD-модели конкретной детали, причем после каждого этапа замеры обработанной поверхности выполняются повторно.
Таким образом, адаптивная механообработка обеспечивает обратную связь и дает возможность восстанавливать на станках с ЧПУ изделия, теоретические CAD-модели которых недоступны или не существуют вовсе.
| Этап | Действие | Результат |
|---|---|---|
| 1. Измерение | Прецизионные контактные системы на станке | Фактическая форма детали |
| 2. Программирование | Учет фактической CAD-модели | Индивидуальная УП |
| 3. Обработка | Выполнение операции | Восстановление формы |
| 4. Контроль | Повторные замеры | Обратная связь |
Возможности HSTM 1000 Hybrid
Гибридный обрабатывающий центр HSTM 1000 Hybrid позволяет выполнять:
| Операция | Назначение | Характеристики |
|---|---|---|
| Лазерное плакирование | Наплавление порошкового металлического сплава | Восстановление формы |
| Пятиосевая фрезерная обработка | Удаление излишков металла | Точная геометрия |
| Полирование | Обеспечение плавности переходов | Требуемая шероховатость |
| Контроль точности | Измерение фактической формы | Обратная связь |
| Лазерная разметка | Позиционирование | Точность базирования |
Преимущества гибридного станка
Преимуществом такого комбинированного решения является возможность выполнить все операции за один технологический установ, благодаря чему:
- ✓ Исключается появление погрешностей повторного базирования детали
- ✓ Экономится много времени
Кроме того, такой гибридный станок:
- ✓ Занимает сравнительно мало места
- ✓ Стоит намного дешевле аналогичного по возможностям набора специализированных станков с ЧПУ
Лазерное плакирование: технология MTC
Разработкой технологии объемного лазерного плакирования для гибридного станка занималась британская компания Manufacturing Technology Centre.
Применение достаточно мощного лазера обеспечивает требуемый подвод тепла в локальную зону наплавления, что позволяет восстанавливать лопатки из жаропрочных сплавов.
Особо отметим, что в некоторых случаях свойства наплавленного сплава могут значительно превосходить характеристики материала лопатки, что позволяет:
- Не только восстановить лопатку до состояния «как новая»
- Но даже и улучшить ее эксплуатационные свойства
Излишки наплавленного металла удаляются при помощи пятиосевого фрезерования и полировки.
Технология адаптивной механообработки позволяет посредством последовательных этапов машинной полировки обеспечить требуемую плавность перехода между исходной и наплавленной частью лопатки.
Система управления: переключение за 10 секунд
Разработанная фирмой Hybrid Manufacturing Technologies система управления гибридным станком с ЧПУ позволяет ему также легко и быстро переключаться между различными методами обработки, как будто речь идет о простой замене инструмента.
| Параметр | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Время переключения | 10 секунд | Между режимами |
| Управление | М-коды в УП | Автоматически |
| Как замена инструмента | Интуитивно |
Переключение режимов занимает обычно менее 10 секунд, и происходит из самой управляющей программы посредством нескольких М-кодов.
Награда EMO Award
За создание гибридного станка HSTM 1000 Hybrid инженеры из Hamuel Maschinenbau были удостоены престижной награды EMO Award за инновации в промышленности, присуждаемой журналом MM Maschinenmarkt.
| Компания | Роль | Достижение |
|---|---|---|
| Hamuel Maschinenbau | Производитель станка | EMO Award |
| Hybrid Manufacturing Technologies | Система управления | Быстрое переключение |
| Manufacturing Technology Centre | Технология плакирования | Лазерное наплавление |
| Delcam | CAD/CAM/CAI системы | Адаптивная обработка |
Видео-демонстрация
Демонстрацию работы станка можно посмотреть на видео:
http://youtu.be/4kZOE6KP8U8
Заключение
HSTM 1000 Hybrid представляет собой революционное решение для восстановления дорогостоящих лопаток компрессоров:
| Преимущество | Характеристика | Результат |
|---|---|---|
| Адаптивная обработка | Учет фактической геометрии | Точное восстановление |
| Все операции за один установ | 5 операций в одном станке | Экономия времени |
| Быстрое переключение | 10 секунд | Высокая производительность |
| Улучшение свойств | Наплавленный сплав лучше исходного | Повышение ресурса |
| Автоматизация | Минимум ручного труда | Снижение затрат |
Технология адаптивной механообработки Delcam в сочетании с гибридным станком HSTM 1000 Hybrid открывает новые возможности для восстановления сложных деталей авиационных двигателей с высочайшей точностью и эффективностью.
