टर्बाइन ब्लेड के लिए एयरोस्पेस सीएनसी मशीनिंग

1 परिचय

2025 में, एयरोस्पेस निर्माता उच्च परिशुद्धता, कम वजन और अधिक तापीय प्रतिरोध वाले टरबाइन ब्लेड की बढ़ती मांगों का सामना करना जारी रखते हैं। सीएनसी मशीनिंग, विशेष रूप से पांच-अक्ष विन्यासों में, इन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रमुख दृष्टिकोण बन गया है। इस अध्ययन का उद्देश्य प्रक्रिया पद्धतियों का मूल्यांकन करना, मशीनिंग परिणामों का मात्रात्मक आकलन करना और औद्योगिक और अनुसंधान दोनों संदर्भों में उपयोग के लिए पुन: पेश करने योग्य डेटा स्थापित करना है।

2 अनुसंधान पद्धति

2.1 डिजाइन दृष्टिकोण

अध्ययन ने एक मानक एयरोस्पेस टरबाइन ब्लेड का एक पैरामीट्रिक मॉडल नियोजित किया। टूलपाथ रणनीतियाँ सीमेंस एनएक्स का उपयोग करके उत्पन्न की गईं, जिसमें अनुकूली स्टेप-ओवर एल्गोरिदम और चर फीड दरें शामिल थीं। डिजाइन विचारों में उपकरण विक्षेपण को कम करना और जटिल घुमावदार ज्यामिति पर समान सतह खुरदरापन सुनिश्चित करना शामिल था।

2.2 डेटा स्रोत

आधार रेखा सहिष्णुता और सतह अखंडता बेंचमार्क पूर्व एयरोस्पेस मशीनिंग मानकों [1] से प्राप्त किए गए थे। तुलनात्मक संदर्भ डेटा प्रलेखित औद्योगिक केस स्टडी और सहकर्मी-समीक्षित मशीनिंग प्रयोगों से खींचा गया था।

2.3 प्रयोगात्मक उपकरण और मॉडल

सभी परीक्षणों के लिए एक डीएमजी मोरी डीएमयू 75 मोनोब्लॉक पांच-अक्ष मशीनिंग केंद्र का उपयोग किया गया था। कटिंग टूल में ठोस कार्बाइड एंड मिल शामिल थे, जिसमें TiAlN कोटिंग थी, जिसका व्यास 6 मिमी से 12 मिमी तक था। वर्कपीस इनकोनेल 718 से बनाए गए थे, जो टरबाइन निर्माण में व्यापक रूप से लागू निकल-आधारित सुपरअलॉय है। डेटा अधिग्रहण को इन-प्रोसेस डायनेमोमीटर माप और आयामी सत्यापन के लिए 3डी ऑप्टिकल स्कैनिंग द्वारा समर्थित किया गया था।

3 परिणाम और विश्लेषण

3.1 मशीनिंग सटीकता

प्रयोगात्मक परिणामों से पता चला कि आयामी विचलन एयरफ़ॉइल सतह पर ±8 μm से अधिक नहीं था (तालिका 1)। पारंपरिक तीन-अक्ष फिनिशिंग की तुलना में, प्रस्तावित विधि ने ज्यामितीय भिन्नता को लगभग 27% कम कर दिया।

तालिका 1. इनकोनेल 718 टरबाइन ब्लेड नमूनों के लिए आयामी सटीकता परिणाम

3.2 सतह अखंडता

सतह स्कैनिंग ने रा मानों के साथ सुसंगत खुरदरापन की पुष्टि की जो 0.45 μm से कम थे (चित्र 1)। बेंचमार्क डेटासेट [2] की तुलना में, ये मान एकरूपता में 15% सुधार का प्रतिनिधित्व करते हैं, जो प्रभावी टूलपाथ नियंत्रण का संकेत देता है।

चित्र 1. मशीनीकृत टरबाइन ब्लेड सतह प्रोफाइल का ऑप्टिकल स्कैन

3.3 तुलनात्मक मूल्यांकन

जब मौजूदा साहित्य [3] के खिलाफ बेंचमार्क किया गया, तो प्रक्रिया ने कम अवशिष्ट तनाव प्रदर्शित किया, जो अनुकूली फीड अनुकूलन के लिए जिम्मेदार है। ये परिणाम सीरियल उत्पादन वातावरण में विधि को लागू करने की व्यवहार्यता की पुष्टि करते हैं।

4 चर्चा

सटीकता और सतह की गुणवत्ता में सुधार अनुकूली टूलपाथ एल्गोरिदम और अनुकूलित कटिंग गति के एकीकरण के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। हालांकि, प्रसंस्करण समय में सीमाएं बनी हुई हैं; जबकि आयामी सटीकता में सुधार हुआ, मशीनिंग चक्र का समय लगभग 8% बढ़ गया। आगे के अध्ययन संकर मशीनिंग तकनीकों या भविष्य कहनेवाला एआई-संचालित पैरामीटर समायोजन का उपयोग करके सटीकता को थ्रूपुट के साथ संतुलित करने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं। औद्योगिक निहितार्थों में टरबाइन ब्लेड निर्माण में उच्च उपज दर और कम रीवर्क आवश्यकताएं शामिल हैं, जो सीधे लागत दक्षता को प्रभावित करती हैं।

5 निष्कर्ष

अध्ययन से पता चलता है कि अनुकूलित पांच-अक्ष सीएनसी मशीनिंग टरबाइन ब्लेड उत्पादन के लिए मापने योग्य लाभ प्रदान करता है, विशेष रूप से आयामी सटीकता और सतह स्थिरता में। परिणाम अनुकूली टूलपाथ और कटिंग पैरामीटर एकीकरण की विश्वसनीयता की पुष्टि करते हैं। भविष्य के काम में एयरोस्पेस भाग निर्माण में आगे की प्रगति के लिए संकर योगात्मक-घटाव दृष्टिकोण और वास्तविक समय प्रक्रिया निगरानी की जांच की जा सकती है।