Предпосылки:
Турбинные лопатки компрессоров ГТД изготавливаются из дорогостоящих материалов с применением сложных технологических процессов. В результате их стоимость оказывается крайне высокой.
Как правило, турбокомпрессор выводится из эксплуатации по окончании ресурса, но иногда случаются незначительные повреждения передней кромки почти новых лопаток из-за попадания в двигатель посторонних предметов. Восстановительный ремонт лопаток с поврежденной передней кромкой обходится во много раз дешевле, чем их замена на новые.
Основная трудность восстановительного ремонта поврежденных лопаток состоит в том, что местоположение, форма и размеры сколов в каждом конкретном случае уникальны. Ситуация осложняется тем фактом, что форма уже эксплуатировавшейся лопатки обычно незначительно отличается от номинальной CAD-модели. Следовательно, каждый случай восстановительного ремонта лопатки требует сугубо индивидуального подхода. Поэтому ремонт лопаток обычно выполняется вручную, что требует больших трудозатрат и значительно ограничивает точность, с которой может быть восстановлена форма передней кромки.
Компания Delcam plc предлагает уникальное решение для восстановительного ремонта поврежденных лопаток, позволяющее точно определить расположение и форму поверхностей, подлежащих механообработке после наплавки нового материала. Чтобы достичь высокой точности обработки, для каждой восстановленной зоны конкретной лопатки индивидуально рассчитывается ЧПУ-программа, позволяющая обработать поверхности с очень жесткими допусками. В результате ручная доводка не требуется вовсе.
Предлагаемая компанией Delcam автоматизированная технология восстановления турбинных лопаток позволяет кардинально повысить точность и снизить стоимость их ремонта.
Существующие проблемы:
- Результат сильно зависит от квалификации полировщиков;
- Непредсказуемость результатов от изделия к изделию;
- Восстановленная лопатка может быть признана негодной;
- Плохая предсказуемость процесса ручной обработки;
- Высокий процент брака;
- Большие косвенные убытки;
- Высокая себестоимость и трудоемкость производства;
- Проблемы с безопасностью труда и вредностью производства.
Пути решения:
- Применение уже существующего оборудования;
- Использование станков с ЧПУ для компенсации кинематических и механических ошибок;
- Внедрение передовых технологий производства;
- Оптимизация методов производства;
- Классификация типов повреждений лопаток и выработка шаблонных решений.
Цели и задачи:
- Повысить качество восстановленных лопаток;
- Уменьшить процент брака;
- Избавиться от зависимости ручного труда полировщиков;
- Увеличить продуктивность за счет автоматизации;
- Сократить производственный цикл и максимизировать прибыль;
- Снизить себестоимость восстановительного ремонта.
Решение, предлагаемое компанией Delcam:
- Полностью адаптивное производственное решение, охватывающее задачи 3D-сканирования, измерений и механообрабтки турбинных лопаток, позволяющее полностью восстановить их пригодность к эксплуатации.
Особенности технологии:
- Классификация типов повреждений лопаток для применения эффективных шаблонных методов;
- Адаптивная механообработка для достижения наивысшего качества;
- Глубокая интеграция решения с ПО фирмы Delcam plc;
- Минимальная ручная доводка изделия;
- Значительное повышение уровня контроля над производственным процессом за счет автоматизации;
- Эффективный сбор и документирование информации для ее последующего статистического анализа.
Применяемые технологии:
- Адаптивное 3D-моделирование;
- Морфинг трехмерной геометрии;
- Адаптивная механообработка;
- Измерения непосредственно на станке с ЧПУ;
- Контактные измерения измерительными головками;
- Управление производственным процессом;
- Автоматизация производственного модуля.
Основные преимущества:
- 80% сокращение косвенных убытков;
- 70% повышение производительности труда;
- 30% снижение себестоимости производства;
- 100% устранение брака
- Ежегодная экономия порядка 300 тыс. долл. США
