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Analisi pale delle turbine

Soluzioni di metrologia ottica di nuova generazione per le pale delle turbine

Le pale delle turbine, alla base dei moderni motori aeronautici, sono una testimonianza della complessità dell’ingegneria. Trasformano i gas caldi in espansione in coppia, potenza e spinta, con una singola pala ad alta pressione in grado di generare una potenza dieci volte superiore a quella di una piccola auto familiare. Queste pale di un rotore, che operano a temperature e pressioni estreme, richiedono precisione nella costruzione, perfezione nella progettazione e analisi rigorose. Questo processo, simile al tentativo di impedire a un cubetto di ghiaccio di sciogliersi in un forno a 200°C, sottolinea l’importanza di ogni dettaglio per migliorare le prestazioni, l’efficienza e la durata del motore.
La nostra soluzione

La nostra soluzione

I sensori ATOS sono le soluzioni potenti e innovative di cui si avvale l’industria delle pale di turbina per aumentare la produttività, ridurre il time-to-market e fare bene fin dalla prima volta nei programmi di nuovi motori accelerati. Date le elevate velocità e la precisione nelle misurazioni e nelle analisi, la combinazione di software e hardware della tecnologia ATOS garantisce la qualità delle pale in ogni aspetto, tra cui:

  • Misurazione di pressofusioni, precisione e caratteristiche dei profili alari.
  • Misurazione del nucleo in cera/ceramica con raggi X.
  • Utilizzato nella lavorazione adattiva per la profilatura dei profili alari, ottimizzando la forma e le geometrie dei bordi per soddisfare gli obiettivi di efficienza più esigenti.
  • Attività di riparazione.
  • Rivestimento delle caratteristiche del profilo alare e del nastro all’apice (della pala).
  • Misurazione per l’analisi iniziale dei componenti.

Design e composizione

Le pale delle turbine sono in continua evoluzione, con progetti che mirano a ottenere prestazioni superiori, una maggiore durata e una migliore efficienza dei consumi. Questa evoluzione ha portato a progetti sempre più intricati che rappresentano una sfida per la misurazione, in quanto incorporano geometrie nuove e vari materiali compositi e pressofusioni. L’impatto del design e del materiale delle pale sulle prestazioni e sulla resistenza del motore sottolinea la necessità di un’accuratezza di alta precisione. Anche piccole imprecisioni possono portare a una perdita di conversione energetica e, in ultima analisi, a un guasto della pala rotorica. La misura non distruttiva di aree come le sezioni trasversali dei profili alari, l’allineamento, i profili delle pale, i raggi del bordo d’uscita e le forme delle radici è scoraggiante per i metodi di misura tradizionali.

ATOS 5 for Airfoil

ATOS 5 for Airfoil è la nostra tecnologia avanzata per la misurazione di geometrie complesse dei profili aerodinamici, in particolare le geometrie dei bordi di uscita prodotte nel processo di microfusione. Questa tecnologia è stata sviluppata esclusivamente per l’industria ed è particolarmente utile per misurare le piccole geometrie dei moderni turboreattori.

ZEISS INSPECT

Abbinati al software ZEISS INSPECT, i nostri sistemi offrono funzionalità di assemblaggio digitale per analizzare le prestazioni degli stampi di colata in relazione ai restringimenti e ai prodotti fusi finiti nella produzione o all’area della gola negli assemblaggi delle pale. In pochi minuti, la tecnologia ATOS consente di confrontare le superfici, controllare la forma e la posizione e misurare con precisione le pale. Questa combinazione di hardware e software rappresenta la soluzione ideale per ottenere maggiore precisione e resa in fase di analisi delle turbine.

  • ATOS 5 for Airfoil

Produzione

Nel mercato odierno, la richiesta di velocità più elevate, maggiore produttività, tempi ridotti e tolleranze ridotte è in aumento. Ciò esercita un’immensa pressione sui produttori di apparecchiature originali (OEM) affinché migliorino i loro programmi di produzione. Per tenere il passo con il flusso continuo di richieste di pale per turbine, hanno iniziato a utilizzare soluzioni di metrologia ottica 3D. Queste soluzioni non solo migliorano la produttività, ma riducono anche i tempi di analisi.

La tecnologia ATOS è la soluzione perfetta per i produttori di aerei. I nostri sensori sono apprezzatissimi dai produttori OEM e dalle società coinvolte nella catena di distribuzione perché permettono di ottimizzare le geometrie, ridurre i tempi di analisi e aumentare la precisione nel processo produttivo. Grazie ai sistemi ATOS è possibile raggiungere una maggiore produttività: dalle scansioni iniziali all’analisi finale, con un tempo di ciclo di circa tre minuti alla massima risoluzione.

La ScanBox Series 5 RC integra le esigenze dei produttori utilizzando la tecnologia automatizzata per misurare le centinaia di migliaia di componenti richiesti ogni anno, mentre ZEISS INSPECT include funzionalità di misura e analisi leader del settore per le geometrie dei profili alari.

Dalle misure di pressofusione agli spessori dei rivestimenti dei profili alari, questa combinazione di hardware e software ad alta precisione è la prima scelta dei responsabili della produzione e degli ingegneri per la misurazione delle pale delle turbine.

Riparazione e revisione

Le pale delle turbine sono progettate per durare 35.000 ore, pari a circa 15 milioni di miglia nautiche, prima di richiedere riparazioni o revisioni. Tuttavia, quando arriva il momento della riparazione, è uno dei fattori di costo più significativi che i produttori di apparecchiature originali (OEM) devono affrontare in termini di denaro e tempo. Richiedono una tecnologia in grado di scoprire errori nascosti, anticipare i cedimenti strutturali ed evidenziare rapidamente le imperfezioni per rimettere in rotazione le pale e allungare la durata di vita del motore a turbina.

Grazie alla sua impareggiabile precisione, la tecnologia ATOS non solo aiuta nell’analisi dell’usura, ma riduce anche in modo significativo i costi di riparazione. Misura digitalmente le superfici danneggiate/riparate e verifica il deposito di materiale. Ciò consente ai clienti di ZEISS di creare un gemello digitale che conferma le condizioni delle pale per la fluidodinamica computazionale (CFD), le sollecitazioni e l’affidabilità. Chiudendo il ciclo di analisi delle prestazioni, la tecnologia ATOS fornisce informazioni e previsioni dettagliate sulle analisi pale delle turbine, riducendo i tempi di fermo per le riparazioni e prolungando la durata di vita delle pale. Questa soluzione economicamente vantaggiosa può rappresentare una svolta per gli OEM.

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