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GE利用微水刀激光技术制造燃气涡轮叶片
2015-03-24 00:25:20  作者:  来源:网络
  •   航空涡轮发动机工作温度很高,甚至超过1370℃,已经接近所采用的钢材料的熔点。因此,发动机叶片需要采取非常复杂的方法进行冷却。工程师在叶片上加工出微细的小孔和通道保证冷空气的流通,以此对叶片进行保护。但叶片要以每分钟上千转的高速旋转且承受很大的压力,要在其正确的位置上打孔且不削弱叶片性能是非常复杂和困难的。生产企业通常都是采用激光束进行微小孔的加工,即用激光束加热叶片表面直到钢发生汽化,这一过程对精度要求很高,融化的金属材料会发生溅射或形成随空气传播的微观熔融团块,并粘附到叶片表面。

  航空涡轮发动机工作温度很高,甚至超过1370℃,已经接近所采用的钢材料的熔点。因此,发动机叶片需要采取非常复杂的方法进行冷却。工程师在叶片上加工出微细的小孔和通道保证冷空气的流通,以此对叶片进行保护。但叶片要以每分钟上千转的高速旋转且承受很大的压力,要在其正确的位置上打孔且不削弱叶片性能是非常复杂和困难的。生产企业通常都是采用激光束进行微小孔的加工,即用激光束加热叶片表面直到钢发生汽化,这一过程对精度要求很高,融化的金属材料会发生溅射或形成随空气传播的微观熔融团块,并粘附到叶片表面。

  GE的制造工程师正在研发一种新的加工方式,利用瑞士喜诺发(Synova)公司开发的名为微水刀激光(Laser MicroJet)技术,采用冷加工的方式进行制孔加工。

  微水刀激光是将一束激光射入如头发丝粗细的水柱中,水柱可以起到类似光纤的作用,将激光引导到叶片表面,还可以帮助降低材料周围的温度并清除加工产生的碎片。这一技术可以使工程师设计性能更好的涡轮发动机,并以更快的速度制造更耐用的零部件。

  GE的工程师花费三年时间调整该方法使之适用于发动机制造,并逐步实现工程化应用。GE工程部主管James Cuny表示:“我们针对所需加工的几何形状重新设计了激光射流,在此之前,用于加工其他部件的激光射流设备所射出的激光像从大桶中流出来一样,根本无法满足我们的要求。”

  GE已将该技术用于制造燃气涡轮叶片,目前正在考虑扩展到航空发动机等相关领域。



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