Havacılık ve Uzay Uygulamaları İçin Hassas Çark İşleme

Havacılık ve uzay uygulamaları için hassas çarklar, motorlarda, pompalarda veya türbin sistemlerinde kullanılan ve esas olarak uçak motorlarında, roket iticilerinde veya uydu itme sistemlerinde uygulanan döner bileşenlerdir. Bu çarklar karmaşık şekillere (çoğunlukla ince duvarlı entegre yapılar), yüksek sıcaklığa ve yüksek mukavemete dayanıklı malzemelere (titanyum alaşımları, nikel bazlı süper alaşımlar gibi) sahiptir ve yüksek hızlarda (>10.000 rpm) aerodinamik performans ve dayanıklılık sağlamak için son derece yüksek işleme hassasiyeti gerektirir (tolerans ±0.01-0.05mm, yüzey pürüzlülüğü Ra≤0.4μm).
 

1. Malzeme Özellikleri

Havacılık ve uzay çarkları, yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve aşındırıcı ortamlarda güvenilirlik sağlamak için genellikle yüksek performanslı alaşımlar kullanır:

• Titanyum Alaşımı (Ti-6Al-4V): Hafif, yüksek mukavemetli, korozyona dayanıklı, türbin çarkları için uygundur.
• Nikel Bazlı Süper Alaşım (Inconel 718): Yüksek sıcaklığa dayanıklı (>1000°C), oksidasyona dayanıklı, motor entegre çarkları için uygundur.
• Diğer: Belirli hafif yük uygulamaları için alüminyum alaşımları veya seramik kompozit malzemeler.

2. İşleme Yöntemleri

Hassas çark işleme, karmaşık geometrik şekiller (kanat yüzeyleri, ince duvarlı iç boşluklar gibi) elde etmek için yüksek hassasiyeti, çok eksenli bağlantıyı ve geleneksel olmayan işlemenin birleşimini vurgular. Yaygın yöntemler şunlardır:

• 5 Eksenli CNC İşleme: Karmaşık yüzey kanatları için uygun olan 5 eksenli bağlantılı tezgahlar (DMG Mori veya Mazak gibi) kullanın. Zorluk: Yüksek kesme kuvveti titreşime neden olur, çözüm: yüksek rijitliğe sahip kesici takımlar ve CAM yazılımı ile optimize edilmiş yollar. İşleme süresi %30-50 oranında kısaltılabilir.
• Elektrokimyasal İşleme (ECM): Takım teması yok, termal olmayan işleme, yüksek sıcaklığa dayanıklı alaşımların ince duvarlı yapıları için uygundur. Yüksek yüzey kalitesi (Ra<0.2μm), gerilme kalıntısı yok, özellikle havacılık ve uzay karmaşık geometrileri için uygundur.
• Esnek Üretim Sistemi (FMS): Entegre çoklu CNC tezgahları, entegre çarkların otomatik toplu üretimini gerçekleştirir, hassasiyet ±0.02mm içinde kontrol edilir.
• Diğer: Hassas döküm + son işleme (kayıp balmumu dökümü gibi) veya ince r açılı dalgalanmalar için lazer işleme. İnce duvarlı entegre santrifüj çarkları için patentli bir yöntem kullanılabilir: önce iç boşluğu kaba işleyin, ardından kanatları hassas bir şekilde işleyin, böylece ultra ince kanatların (kalınlık <1mm) deforme olmaması sağlanır.