اختيار مواد شفرات محركات الطائرات وعمليات التصنيع الميكانيكي

تعتبر شفرات محركات الطائرات المكونات الأساسية لمحركات الطائرات، ويرتبط أدائها ارتباطًا مباشرًا بكفاءة المحرك وسلامته وموثوقيته. يجب أن تتمتع مادة الشفرة بخصائص مثل القوة العالية، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة الزحف، ومقاومة التآكل. المواد الرئيسية المستخدمة حاليًا هي:
1. سبائك فائقة، مثل سبائك النيكل (مثل INCONEL و Waspaloy)، مناسبة للمكونات ذات درجة الحرارة العالية مثل شفرات التوربينات؛
2. سبائك التيتانيوم (مثل Ti6Al4V)، تستخدم لشفرات المراوح/الضواغط، مع مراعاة الوزن الخفيف والقوة؛
3. المواد المركبة، مثل راتنجات الإيبوكسي المقواة بألياف الكربون، تستخدم بشكل أساسي لشفرات المراوح، والتي يمكن أن تقلل الوزن بشكل كبير وتحسن الكفاءة.
بالإضافة إلى ذلك، تعتبر المركبات المعدنية البينية (مثل مركبات تيتانيد الألومنيوم) مواد جديدة، ومن المتوقع أن تزيد من تحسين أداء مقاومة درجات الحرارة.

فيما يتعلق بعمليات التصنيع الميكانيكي، فإن تكنولوجيا تصنيع الشفرات معقدة ودقيقة:

معالجة CNC: يستخدم الطحن بخمسة محاور متصلة لتشكيل الأسطح المنحنية المعقدة، مع التركيز على القطع عالي السرعة وتقنية تثبيط الارتعاش.

تشكيل دقيق: يستخدم لإنتاج فراغات عالية الدقة، والحفاظ على سلامة خطوط انسياب المعدن، وتقليل بدل المعالجة اللاحقة.

عمليات خاصة: تشمل التشكيل الفائق اللدونة/وصلة الانتشار (لشفرات التيتانيوم المجوفة) 514 وصب الاستثمار الدقيق (لشفرات التوربينات الموجهة/أحادية البلورة).

المعالجة السطحية والاختبار: تشمل التلميع الكهربائي، وتقوية السفع بالخردق، وطرق الاختبار غير المدمرة مثل اختبار التيار الدوامي 1 وقياس الإحداثيات الثلاثية 10، لضمان عدم وجود عيوب.

يهدف اختيار هذه المواد والعمليات إلى تحقيق التوازن بين الأداء والوزن والموثوقية، والتكيف مع بيئات العمل القاسية لأجزاء مختلفة من المحرك (مثل التوربينات ذات درجة الحرارة العالية مقابل مراوح الطرف البارد).