我们如何制造涡轮叶片超声波清洗篮

2018年10月25日|零件清洗

圆形超声涡轮篮与方形插入。航空航天工业对零件公差和整体制造质量有极高的要求。如果一个部件偏离半英寸,或者部件的表面状况不是绝对完美,就可能产生致命的缺陷,影响飞机的安全。35,000英尺的高空不可能让关键设备发生灾难性故障。这就是为什么商业航空公司需要高质量的飞机部件来维护他们的飞机,也是为什么商业航空发动机公司求助于马林钢铁公司来满足他们定制的超声波清洗篮的需求。伟德APP

事实上,一家定制的商业航空发动机制造商最近订购了一个定制的零件清洗篮子,通过超声波清洗过程安全地保存高压涡轮叶片。叶片需要在加工后通过这个过程,以确保没有砂砾,金属刨花,或其他污染物将留在涡轮叶片上。否则,机械加工过程中的碎片可能会进入涡轮发动机精密的内部部件,造成损坏,使飞机在飞行途中面临严重的动力损失风险。

那么,马林钢铁公司是如何伟德APP为客户的敏感涡轮叶片设计和制造完美的定制超声波清洗篮的呢?这个清洗篮能够确保在清洗过程完成后,叶片本身不会留下任何碎片,也不会被损坏。

以下是马林的工程和制造团队所经历的一般过程:伟德国际官网网址

超声波清洗篮步骤1:自定义篮问卷

马林的工程师们做的第一件事就是送出一个定制的篮子问卷客户询问关于高压涡轮叶片,他们使用的超声波清洗系统,以及他们对篮子本身的要求。这一信息将有助于确保该篮子将满足客户的所有要求。

毕竟,如果不了解零件的尺寸、形状和材料,就很难为零件定制一个篮子。例如,涡轮叶片是否足够脆弱,以至于与篮子的裸露金属接触会导致损坏?或者,涡轮叶片会不会太轻(或者超声波清洗机在插入或移除篮子时的运动太粗糙),导致叶片有很大的几率掉出篮子?

此外,为了确保这个篮子能够在不更换的情况下使用数年,了解它将暴露在什么样的力量和化学物质下是很重要的。例如,机器使用的超声波振动有多强烈?如果机器使用更强的振动,那么篮子将需要更坚固。如果机器是温和的,那么更细的电线和更少的焊接可能是必要的。用于篮子的合金可能需要根据使用的特定化学物质进行改变,因为更强烈的化学物质可能会磨损一些金属,而其他金属则不受影响。

通过从客户那里收集所有这些数据,Marlin的工程团队能够根据客户的具体需求进行定制设计。伟德国际官网网址然而,在真正开始制造这个篮子之前,工程团队还需要完成另一个步骤:伟德国际官网网址

超声波清洗篮步骤2:有限元分析

通常情况下,一旦一个篮子的设计完成,一个物理原型就会被捆绑在一起,并被运送到客户那里进行现场测试。经过几周(或一个月)的测试后,客户发送回设计笔记,列出任何需要纠正的缺陷。然而,这个过程是非常低效和浪费的,因为:

  1. 耗时太长。由于测试周期持续数周或数月,所以几乎不可能及时迭代设计并避免生产进度落后。
  2. 它浪费材料。制作原型篮的材料不是免费的。制造商必须购买钢材,花时间和劳动力塑造钢材,然后将其运送给客户。如果由于任何原因,该篮被认为是不够的,设计和工具将不得不重新工作,篮报废和/或回收。
  3. 它会影响工作效率。制造原型的生产线不得不放弃其他更有生产力的任务,把他们的时间和才能浪费在可能根本卖不出去的东西上。一旦原型完成,他们必须重新装备所有的设备以适应不同的生产线。基本上,每个原型设置都需要花费两次设置时间——一次用于原型设置,另一次用于为不同项目重置线。这就增加了制造商的停机时间,他们必须在生产成本中考虑到这一点。

为了减少或消除这些缺陷,Marlin的工程团队使用了超声波清洗篮的原型伟德国际官网网址有限元分析(有限元分析)软件。该软件模拟了真实世界条件对定制零件洗涤篮设计的影响——将洗涤篮的CAD文件分解为数十万个有限元,并评估不同应力因素对每个零件的影响。

通常需要几个月才能完成的测试只需要几分钟。而且,如果设计没有通过测试,失败的原因会被清楚地分类,这样在下一次设计迭代中更容易考虑。这意味着在修改设计时需要更少的猜测——导致实现完美所需的更少的迭代。

如果一个实体原型需要四次迭代才能完善,那么可能需要一年或更多的时间来完善它。有了FEA测试,一个下午就可以完成4次设计迭代——如果需要那么多次迭代才能用软件提供的注释来完善设计的话。

因此,与其等待整个季节来完成一个可接受的篮筐设计,马林的客户第一次得到完美的超声波清洗篮筐满足他们的需要。

超声波清洗篮步骤3:建立一个“美国制造”的篮

一旦设计完成并通过FEA测试,它就会传递给马林的制造团队。Marlin的位于马里兰州巴尔的摩的制造团队利用CAD文件编写一系列工厂自动化工具的程序——具体的工具根据篮子的部分和整体设计的不同而不同。

例如,马林经常使用单独的金属丝弯曲机器人和焊接机来形成一个篮子的内部金属丝,并将它们固定到位。然而,在制作篮子的外部框架线时,马林的工程团队经常使用伟德国际官网网址那合资- 100.这台机器结合了金属丝弯曲机器人和机器人焊接机的功能,并擅长于创造封闭的圆形、正方形和矩形——用MFDC焊接工艺将金属丝的两端熔合,创造出坚固的工件。

使用工厂自动化工具,可以更容易地在定制的超声波清洗篮中进行一致的弯折和焊接——确保马林制造的每个篮都符合相同的零件公差和质量标准。

而且,由于马林公司的生产基地位于美国一个主要的运输中心附近,所以从一个篮子完成到它被运出之间几乎没有延迟。没有海关的繁文缛节,也没有长达数月的海上航行——这些篮子被打包海运,放在卡车上,然后被送走。这就是为什么马林能够在很短的时间内交付一个完整的定制不锈钢篮,而外国竞争对手则可以完成同样的订单(假设他们甚至可以接近马林“美国制造”的质量)。

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