Analisi dei blisk

Soluzioni versatili per la misurazione dei profili alari dei blisk e dei tamburi

Un blisk (ovvero “disco palettato”) è un componente dei motori aeronautici che riveste un ruolo chiave nelle prestazioni dei reattori e nel consumo di energia del velivolo. Noti anche come “rotori a palette integrali”, i blisk hanno acquisito una maggior popolarità grazie al loro contributo nello sviluppo dei moderni turboreattori. Grazie a meno componenti e al minor peso trasferito sui punti delle palette ad alto attrito e sugli elementi di fissaggio, con i blisk le prestazioni dei reattori aumentano dell’8%. Grazie al loro ruolo nella compressione del reattore, date le caratteristiche geometriche e progettuali, è necessaria un’altissima precisione nella misurazione dei profili sulla superficie, degli indicizzatori e dei fori di fissaggio per evitare squilibri e quindi avarie dei reattori.

ATOS 5 for Airfoil combinato con ATOS ScanBox è la soluzione ideale per chi desidera gestire la complessità in un processo di misura efficace per blisk, tamburi e rotori a palette integrali. Il processo di misura GOM è ben definito, predicibile e non falsato dal numero di sezioni, punti o geometrie speciali sui componenti durante l’analisi. La tecnologia ATOS supporta ogni stadio della produzione di blisk con dati a superficie intera e processi più rapidi e più affidabili.

Design e composizione

La misurazione dei blisk è estremamente difficile perché la loro forma e le tecniche produttive (tra cui la lavorazione CNC e la saldatura ad attrito lineare) sono altamente complesse, e vengono impiegate in combinazioni particolari per ottenere le caratteristiche desiderate e per rispondere ai fattori di resa e costi. Ogni blisk è composto da un profilo superficiale sottile e svariati profili con forme, dimensioni e torsioni le più disparate. Ciascuna curvatura e bordo esposto del blisk necessita di misurazioni estremamente precise per garantire la corretta distribuzione dell’energia e prestazioni ottimali dei reattori, soprattutto per quanto riguarda l’indicizzatore e le geometrie fisse dei fori. Le tecnologie di misura ottica forniscono la precisione e la flessibilità richieste dai produttori OEM senza contrassegnare il componente, senza errori legati all’utilizzo della sonda o tecniche di scansione che individuano i dettagli complessi in maniera poco efficiente.

ATOS 5 for Airfoil

ATOS 5 for Airfoil è il sensore per le misurazioni dei blisk ampiamente approvato dall’industria aeronautica. ATOS 5 for Airfoil è in grado di effettuare misurazioni della geometria dei bordi del blisk con un raggio di soli 0,060 mm con una risoluzione eccellente, impiegando più di 20 punti nel calcolo del raggio del bordo. Gli scanner ATOS forniscono dati altamente precisi per le applicazioni manuali e automatizzate, al contempo le posizioni di misura ottimizzate e l’eccellente stabilità li rendono una soluzione di misura estremamente affidabile. Questa tecnologia acquisisce qualsiasi geometria di curve e bordi mediante sensori a luce blu multiasse e dati a superficie intera per un controllo qualità affidabile e completo di blisk, tamburi e altri rotori a palette integrali.

Produzione

Il processo produttivo dei blisk è lungo, mentre per le misurazioni si richiedono velocità elevate. Questa contraddizione mette sotto pressione i produttori per ottenere blisk di alta qualità a una velocità tale da rispondere alla continua crescita della domanda del settore aerospaziale. Le macchine di misura a coordinate possono metterci ore per l’analisi dei componenti, con il rischio di tralasciare misurazioni, perdere velocità, tempo e precisione durante il processo. Dati i lunghi tempi di lavorazione, i produttori OEM stanno sempre più scegliendo soluzioni di misura ottiche automatizzate in grado di fornire risultati rapidi, affidabili e ripetitivi in pochi minuti e non in ore. I sensori ATOS sono una di queste soluzioni.

La tecnologia ATOS impiega dati a superficie intera, il che significa che impiega ogni parte dei dati scansionati di un intero blisk: tutto ciò che il sistema riesce a vedere viene misurato. Il numero di sezioni dei profili alari richiesto dal cliente, dal progettista o dal disegno non incide su questa tecnica. I sistemi ATOS forniscono un’immagine estremamente dettagliata degli standard produttivi attuali grazie ai dati di misura 3D ad alta risoluzione e mappe dei colori vivide per capire meglio e rilevare eventuali errori nascosti durante i processi di controllo qualità. Grazie ai test di ripetibilità con valori inferiori a 5 micron (0,005 mm) e meno di un’ora per la misurazione di un singolo blisk, il software e i sistemi di misura ATOS abbreviano i tempi di produzione e aumentano la resa generale per la messa sul mercato dei blisk.

Riparazione e revisione

Per l’analisi dei blisk in fase di produzione esiste tutta una serie di requisiti specifici. Una volta però che si rende necessaria la manutenzione, la riparazione e revisione (MRO), sono presenti svariate specifiche che rendono il processo di analisi ancora più difficile. Eventuali danni alle palette dei blisk o dei rotori a palette integrali comportano la completa rimozione del reattore: solo in questo modo infatti è possibile sostituire il rotore o saldare nuove palette. Inoltre, la manutenzione non può essere svolta nell’area di stazionamento ma deve essere eseguita in uno stabilimento specializzato. Dati i costi elevati e le difficoltà di questo processo produttivo, i produttori di blisk necessitano di sistemi di analisi e software in grado di unire velocità elevate e tecnologia intuitiva per aumentare la vita utile dei blisk e ridurre i tempi morti dovuti alle riparazioni.

Con un tempo di misura significativamente ridotto, ATOS 5 for Airfoil rileva informazioni dettagliate sulla qualità di prodotti o componenti nuovi in termini di manutenzione o riparazione. Il maggior punto di forza di questo sistema è dato dalla velocità di misurazione. Con tempi di scansione 3D di circa un’ora per blisk, con questo sistema multisensore è possibile acquisire dati in meno di un quinto di secondo. La tecnologia ATOS si focalizza su più aspetti dell’analisi che aiutano l’operatore a individuare gli errori, l’usura, le ammaccature e i graffi con una rapida acquisizione dei dati e mesh di alta qualità.

Le posizioni di misura ottimizzate dei sistemi ATOS fanno sì che il numero di profili alari o il numero di sezioni dei profili alari del componente non incidano su di essi. Grazie all’acquisizione dei dati a superficie intera, ATOS viene utilizzato nelle sequenze di riparazione di palette singole o multiple. Una volta raccolti i dati dei punti nel software, sul componente vengono applicati automaticamente percorsi esclusivi delle attrezzature per l’aggiunta o la rimozione di materiale per realizzare le forme desiderate. Vengono utilizzati nelle applicazioni di riparazione per sostituire gli ugelli o a volte l’intero profilo alare.

Rotore a palette integrali

La combinazione di software e hardware ATOS offre una soluzione all-in-one per la riduzione dei costi del ciclo di vita e aumentare la vita utile di blisk e rotori a palette integrali.

Sistemi di metrologia

Scoprite i prodotti ATOS per ogni fase dell’analisi dei blisk