ブランクの設計と製造前に、構造エンジニアは冷間プロセスおよび熱間プロセスのエンジニアと十分にコミュニケーションをとり、最適なブランク形状を決定し、局所領域でのニアネット成形を実現し、材料利用率を向上させ、加工代を削減し、加工サイクルを短縮します。{0}一般的なブランク精密成形製造技術には主に以下の5種類があります。
精密鋳造
固体金属を加熱溶解し、成形型シェルに流し込み固めて鋳物ブランクを得る加工方法。現在、タービンブレードには精密鋳造技術が広く使われており、その流路表面はすべて残留物ゼロ鋳造であり、流路表面プロファイルは±0.2 mmです。
砂型鋳造
精密鍛造
プレス機に圧力をかけて金型内で素材を塑性変形させ、遊びの少ない精密鍛造品を得る加工方法です。このプロセスはコンプレッサーのブレードに広く使用されており、材料の利用率を向上させ、機械加工を削減または不要にすることができます。現在、精密鍛造ブレードのブレード本体には残留物ゼロ鍛造が採用されており、材料利用率は80%に達しています。
精密スピニング
シートまたは環状の予備成形品を高速回転させながら一定の圧力を加えて薄肉の中空回転体に加工する加工方法。{0}{1}{1}現在、フェアリング、燃焼室コーン、コンプレッサーケーシングなどの部品に広く使用されています。現在、熱間紡糸では1～2mmのマージン制御が可能であり、冷間紡糸では±0.2mmのマージン制御が可能となっている。
粉末冶金
金属粉末（または金属粉末と非金属粉末の混合物）を使用して、焼結および成形プロセスを通じて材料や製品を製造するプロセス技術。{0}このプロセスは主に航空エンジンの分野で、高温や高負荷に耐えるタービンディスクなどの回転部品を製造するために使用されます。
粉末冶金のフローチャート
ラピッドプロトタイピング
複雑な 3 次元部品を単純な 2 次元構造の複数の層に分解し、単純な 2 次元構造を製造して複雑な 3 次元部品を再構成することは、「複雑」から「単純」、そして「複雑」へのプロセスです。-エンジンの燃焼室内にある比較的複雑な構造の燃料ノズルには、ラピッドプロトタイピング技術が使用されています。
2. 特殊加工技術
特殊加工（非従来加工とも呼ばれることもあります）とは、ワークよりも硬い工具を必要とせず、明らかな機械力の適用も必要としない加工を指します。{0}}代わりに、電気エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギー、光エネルギー、またはそれらの組み合わせを直接使用して、ワークピースの材料を除去したり、その性能を変更したりして、必要な形状、サイズ、および表面品質の要件を達成します。現在一般的に使用されている特殊加工技術は以下の6つです。
放電加工
ワークと工具電極間の放電により、ワーク材料の除去を制御し、材料を変形させ性能を変化させる特殊な加工です。現在、タービンガイドブレードの空気膜穴は主にエレクトロスパーク小穴加工によって加工されており、圧縮機ステータブレードの扇形セグメントもエレクトロスパークワイヤカットによって加工されています。-
放電加工の模式図
電解加工
電気化学反応によりワーク材料を除去する特殊な加工。高温合金一体型ブレードなどの一部の加工が難しい材料は、従来の加工では実現が難しく、電解加工技術を使用して加工できます。-
高エネルギービーム処理-
高密度のレーザー ビーム、電子ビーム、またはイオン ビームを使用して、加工材料を除去または接続します。-エネルギー-。レーザー加工は主に穴あけ、切断、溶接、マーキングなどに使用できます。フェムト秒レーザー穴あけ加工は、タービンブレードの空気膜穴を加工する方法の 1 つです。
砥粒の流れ
研磨材を含む半流動粘弾性研磨媒体を使用し、一定の圧力で加工面に流し、研磨粒子の掻き取り作用によりワーク表面の微細な凹凸を除去し、表面研磨やバリ取りの目的を達成します。アブレイシブ フロー技術が一体型クローズブレードに適用されています。
砥粒流動加工の模式図
振動仕上げ
ワーク、研磨剤、水、化学添加剤を一定の配合に従って容器に入れます。容器の規則的な振動を利用して、研磨材とワークが相対運動と相互摩擦を起こし、ワークの表面や外周に突き出たバリを削り取り、ワークの鋭利なエッジを丸め、表面を研磨します。効率的な表面処理技術であり、疲労強度の高い部品に広く使用されています。
アブレシブウォータージェット加工
高速水流をキャリアとして使用し、高速で集中した研磨剤の流れが駆動されて加工対象の表面に衝撃を与え、材料の定期的かつ制御可能な除去プロセスを実現します。-切削熱変形がなく、あらゆる材料を切削でき、切削方向の自由度が高く、切削抵抗が非常に小さいという特徴により、セラミックスや強化複合材料などの難削材に広く使用されています。{3}}-
3. 高度な溶接技術
溶接は、金属材料を接続するための高品質かつ効率的なプロセスです。{0}これは、低コストの高度な構造製造プロセス技術に属し、高度な製造業界で最も広く使用されている加工技術の 1 つでもあります。{2}}一般的に使用される溶接技術には主に以下の4種類があります。
電子ビーム溶接
高速、高エネルギー密度の電子ビームを溶接の熱源として使用するプロセス。-大きなアスペクト比、小さな溶接残留変形、溶接プロセスパラメータの正確な制御の達成が容易、真空環境での純粋な溶接、優れた再現性と安定性という特徴があります。これらの利点は他の溶融溶接法に匹敵することが難しいため、エンジンの一体化されたローター、ケーシング、シャフトなどの重要な構造物の溶接に広く使用されています。
電子ビーム溶接
慣性摩擦圧接
固相溶接の一種で、溶接する材料間の摩擦により発熱し、据え込み力の作用により材料を塑性変形させて流動させ、材料接合を実現します。溶接継手の品質が良く、寸法精度が高く、異種材料の接続効果が良好であるという利点があります。これは、航空機エンジンのファン ディスク、高圧コンプレッサー ローター アセンブリ、および高圧タービン ディスク シャフト アセンブリを接続するための主要な溶接プロセスとなっています。-
ろう付け
被溶接材を母材の融点より低く、ロウ材の融点より高い温度で加熱し、隙間に液状ロウ材を充填して接続する方法。母材の性質や組織への影響が少なく、溶接変形が少ない特徴があります。航空機エンジンのハニカム シール構造、タービン ブレード、コンプレッサー ブレード、燃焼室コンポーネントなど、さまざまな材料や構造に適しています。一部の複雑なコンポーネントでは、ろう付けが唯一の実現可能な接続方法です。
ろう付け図
アルゴンアーク溶接
不活性ガス保護下、電極と被溶接材との間に発生するアークにより被溶接材や溶加材を溶かし接続します。携帯性、コスト面で優れており、エンジンのケーシングや燃焼室の溶接に広く使用されています。
4. 表面処理技術
部品の表面状態を改善し、耐食性、耐摩耗性、耐酸化性、耐高温性などの部品の特殊な機能要件を満たし、部品の寿命を延ばすためには、部品に表面処理を行う必要があります。航空機エンジンに一般的に使用されている表面処理技術には、主に化学処理、表面強化、コーティング技術が含まれます。
化学処理
腐食、電気メッキ、陽極酸化、化学洗浄などの化学処理方法によって材料の表面状態を改善する表面改質プロセス。
プラズマ溶射
表面強化
表面層の塑性変形により、部品の表面に高い残留応力が形成され、表面応力集中の「冷間変形」プロセスが増加します。主に一体型ブレードの表面のショットピーニングに使用されます。
コーティング
さまざまな用途に応じて、シール、耐摩耗性、遮熱、その他のコーティングに分けることができます。{0}その中で、シールコーティングはケーシング部品に使用でき、耐摩耗コーティングはシャフト部品に使用でき、遮熱コーティングはタービンブレードに使用できます。-
航空機エンジン部品はかなり「痛い」と言えます。タービンブレードだけの場合、動作温度は 1700 度 - に達することがあります。これは鉄の融点より 150 度近く高い温度です。
これらの部品を「健全」にするために、研究者は「望遠鏡」を使用してテクノロジーの最前線に焦点を当てる必要があります。同時に、「顕微鏡」を使用して技術的な詳細を調査し、技術をニーズによりよく適合させるよう努める必要もあります。 「心を鋳造する」旅において、シャンファ族の優れた「物質的」芸術の追求は決して終わりません！
