Turnarea cu investiții, cunoscută și sub denumirea de turnare cu-ceară pierdută, este un proces de producție de precizie utilizat pe scară largă pentru a produce componente metalice complexe, inclusiv palete de turbine din aliaj de aluminiu.
Prezentare generală a procesului
Producția de pale de turbine din aliaj de aluminiu prin turnare cu investiții implică mai mulți pași cheie:
1. Crearea modelului– Se realizează un model de ceară sau polimer imprimat-3D al paletei turbinei, adesea folosind turnare prin injecție sau fabricare aditivă.
2. Asamblare– Mai multe modele de ceară sunt atașate la un sistem de deschidere centrală pentru a forma un grup.
3. Clădirea Shell– Ansamblul este scufundat în mod repetat într-o suspensie ceramică și acoperit cu materiale refractare pentru a forma o matriță robustă.
4. Deparafinarea– Forma se încălzește pentru a se topi și a îndepărta ceara, lăsând o cavitate ceramică goală.
5. Turnare– Aliajul de aluminiu topit este turnat în matriță sub vid sau presiune pentru a asigura umplerea completă.
6. Răcire și îndepărtare– După solidificare, carcasa ceramică este ruptă, dezvăluind lama turnată.
7. Post-procesare– Lama este supusă unui tratament termic, prelucrare și finisare a suprafeței pentru a îndeplini standardele de performanță.
Avantajele aliajelor de aluminiu
Aliajele de aluminiu, cum ar fi A356 (Al-Si{-Mg) și 2024 (Al{-Cu), sunt utilizate în mod obișnuit în aplicațiile palelor turbinei datorită:
● Proprietăți ușoare, îmbunătățind eficiența combustibilului în motoarele aerospațiale.
● Rezistență bună la coroziune, asigurând durabilitatea în medii dure.
● Conductivitate termică ridicată, ajutând la disiparea căldurii.
● Ușurință de turnare, permițând modele-subțiri, complicate.
Provocări și soluții
În ciuda beneficiilor sale, turnarea cu investiții a palelor de turbine din aluminiu se confruntă cu provocări precum porozitatea, defecte de contracție și incluziuni. Aceste probleme sunt atenuate prin:
● Turnare-asistată cu vidpentru a reduce porozitatea gazului.
● Tehnici de rafinare a cerealelorpentru a spori proprietățile mecanice.
● Teste ne-distructive (NDT)cum ar fi inspecția cu raze X-pentru a detecta defectele interne.
Aplicații
Paletele turbinei din aliaj de aluminiu produse prin turnare cu investiții sunt utilizate în:
● Unități auxiliare de putere pentru aeronave (APU)
● Turbine industriale cu gaz
● Turbocompresoare auto
Turnarea cu investiții rămâne o metodă rentabilă și fiabilă pentru fabricarea paletelor de-performanță înaltă a turbinei din aluminiu. Progresele în software-ul de simulare, dezvoltarea aliajelor și controlul proceselor continuă să îmbunătățească calitatea și eficiența acestei tehnici, făcând-o indispensabilă în ingineria modernă.
