การเลือกวัสดุและการประมวลผลทางกลสำหรับใบพัดเครื่องยนต์อากาศยาน

ใบพัดเครื่องยนต์อากาศยานเป็นส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์อากาศยาน ประสิทธิภาพของมันเกี่ยวข้องโดยตรงกับประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์ วัสดุของใบพัดต้องมีความแข็งแรงสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการคืบ และทนต่อการกัดกร่อน ปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้:
1. โลหะผสมทนความร้อนสูง เช่น โลหะผสมนิกเกิล (เช่น INCONEL, Waspaloy) เหมาะสำหรับส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิสูง เช่น ใบพัดกังหัน
2. โลหะผสมไทเทเนียม (เช่น Ti6Al4V) ใช้สำหรับใบพัดลม/คอมเพรสเซอร์ โดยคำนึงถึงน้ำหนักเบาและความแข็งแรง
3. วัสดุคอมโพสิต เช่น เรซินอีพ็อกซี่เสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับใบพัดลม ซึ่งสามารถลดน้ำหนักและเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมาก
นอกจากนี้ สารประกอบระหว่างโลหะ (เช่น สารประกอบไทเทเนียมอลูมิเนียม) เป็นวัสดุเกิดใหม่ที่มีแนวโน้มที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพการทนต่ออุณหภูมิให้ดียิ่งขึ้น

ในด้านกระบวนการประมวลผลทางกล เทคโนโลยีการผลิตใบพัดมีความซับซ้อนและแม่นยำ:

การประมวลผล CNC: การกัดด้วยเครื่องกัด 5 แกนใช้สำหรับการขึ้นรูปพื้นผิวโค้งที่ซับซ้อน โดยเน้นที่การตัดเฉือนด้วยความเร็วสูงและเทคโนโลยีการระงับการสั่นสะเทือน

การตีขึ้นรูปที่มีความแม่นยำ: ใช้เพื่อสร้างชิ้นงานเปล่าที่มีความแม่นยำสูง รักษาแนวการไหลของโลหะให้สมบูรณ์ และลดปริมาณการประมวลผลที่ตามมา

กระบวนการพิเศษ: รวมถึงการขึ้นรูปซูเปอร์พลาสติก/การเชื่อมแบบแพร่ (สำหรับใบพัดกลวงไทเทเนียม) 514 และการหล่อแบบแม่พิมพ์ที่มีความแม่นยำ (สำหรับใบพัดกังหันแบบทิศทางเดียว/ผลึกเดี่ยว)

การปรับสภาพพื้นผิวและการตรวจสอบ: เกี่ยวข้องกับการขัดด้วยไฟฟ้า การยิงผิว และวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลาย เช่น การทดสอบด้วยกระแสไหลวน 1 การวัดสามมิติ 10 เป็นต้น เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีข้อบกพร่อง

การเลือกวัสดุและกระบวนการเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ น้ำหนัก และความน่าเชื่อถือ ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรงของส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์ (เช่น กังหันอุณหภูมิสูง vs. พัดลมปลายเย็น)