101 d'usinage de la turbine: processus, efficacité de conception et applications | Usinage Falcon CNC

De l'aérospatiale au CVC, les hélices sont les bêtes de somme de la dynamique des fluides-convertissant l'énergie de rotation en pression et en débit. Ce blog discute de divers aspects de la fabrication de la turbine, répond à vos questions sur la différence entre une roue et une hélice, et discute des approches de conception avancées à la recherche de la mère de toutes les efficacités.

Comment les impulseurs sont-ils fabriqués?

La fabrication de la turbine nécessite un mélange de dessins techniques avancés et d'usinage de précision. Voici une vue instantanée du processus:

Conception et simulation

La fabrication moderne de la roue commence par des simulations de calcul de la dynamique des fluides (CFD) pour définir la géométrie des pales, les rapports de pression et les chemins d'écoulement. D'autres aspects, tels que les angles d'entrée/sortie et l'angle de polarisation, peuvent être définis à l'avance et optimisés en utilisant la méthodologie de surface de réponse (RSM) basée sur l'efficacité et le couple.

Détermination du matériel

Les matériaux courants pour les turbines comprennent l'aluminium allié, les aciers inoxydables et les résines d'ingénierie avec des performances mécaniques supérieures. Dans le cas des compresseurs centrifuges pour véhicules à pile à combustible, les alliages légers et durables sont préférés en raison de problèmes de perte d'énergie.

Production de préforme

La préforme est généralement fabriquée par un processus de coulée (souvent un processus de coulée fin) pour créer une forme proche du filet. En tant que mesure supplémentaire d'assurance, les paramètres du processus de fabrication nécessitent un forgeage sur des sections critiques pour améliorer l'intégrité structurelle. Dans le cas des hélices à base de résine (ex., Ventilateurs centrifuges), le plus souvent, le soudage au laser est utilisé pour fixer les lames creuses à un moyeu de rotateur sous compression axiale.

Usinage CNC

Les profils de lames complexes avec des tolérances microniques sont traités sur des machines CNC multi-axes.LJZCNC est un service d'usinage à 5 axes pour fournir des surfaces usinées lisses sur les roues utilisées pour réduire la turbulence.

Finition et essais

Une fois l'usinage terminé, les pièces reçues peuvent subir un équilibrage, un polissage et des revêtements tels que le nickelage. Les performances opérationnelles de la roue peuvent être vérifiées en effectuant des tests hydrodynamiques en laboratoire.

Impulseur vs hélice: les différences importantes

Bien qu'une roue et une hélice aient des pales rotatives, elles sont différentes dans leurs fonctions et conceptions d'application:

Fonction:

Une roue est destinée à déplacer des fluides à travers un assemblage (ex., pompes et compresseurs) en provoquant l'accélération du fluide soit radialement (vers l'extérieur à partir du centre), soit axialement (à l'écart du sens de rotation de la lame). Une hélice est conçue pour créer une poussée pour déplacer un véhicule (navire, drone) à travers un fluide (air ou eau).

Conception:

Les hélices ont généralement des pales qui sont fermées pour créer un écoulement dirigé du fluide. Les hélices ont généralement des lames ouvertes conçues pour une poussée maximale en raison d'une diminution de la traînée lors du déplacement dans un fluide.

Les hélices construisent la poussée pour plusieurs raisons différentes de celle qu'une roue atteindrait sa montée de pression pour une application. Les hélices examineraient le rapport poussée/puissance pour plus d'efficacité. Une roue peut potentiellement délivrer le fluide à une pression requise basée sur la conception, ce qui est essentiel pour la stabilité des performances d'écoulement et d'écoulement au fil du temps.

Applications:

Roues: turbocompresseurs, compresseurs à pile à combustible, pompes industrielles.

Hélices: moteurs hors-bord pour navires, avions et éoliennes pour la production d'énergie.

Qu'est-ce qui constitue une conception de roue efficace?

Une conception efficace du composant de la lame se résume à compromettre les performances aérodynamiques, les performances du matériau résilient et la capacité de fabriquer les lames:

Optimisation de la géométrie de la lame

Les angles de sortie et les angles de polarisation peuvent être cruciaux pour les rapports de couple et son efficacité aux performances maximales. Des angles de sortie plus grands maximiseraient l'efficacité énergétique du transfert, ce qui est particulièrement important pour un convertisseur de couple automobile. Dans le même sens,/la conception de la lame a été créée dans les coulisses à l'aide de CFD, qui aide à prévenir le potentiel ou le risque de turbulence ou de cavitation.

Innovation matérielle

Les matériaux en alliage à paroi mince, résilients et à haute résistance créeront une conception optimale des lames de roue en raison d'un poids minimisé et d'une résistance minimale des matériaux à la pression. Avec l'utilisation émergente de la fabrication additive, on pourrait utiliser de nouvelles conceptions qui accélèrent l'utilisation de la géométrie unique pour

Piquer l'intérêt des propriétaires.

Finition de surface

Lorsque la roue est polie, cela réduit les pertes par frottement. Les revêtements sont disponibles et le DLC (carbone semblable à un diamant), par exemple, résiste davantage à

L'usure et la corrosion.

Flexibilité opérationnelle

La roue la plus idéale sera la plus efficace sur les charges. Par exemple, il est facile d'optimiser la conception d'une roue de compresseur centrifuge pour avoir des caractéristiques de performance plates ou une courbe de performance plate sur les variations opérationnelles de charge.

Applications industrielles et capacités CNC LJZ

Qu'il s'agisse d'un compresseur à pile à combustible, d'un convertisseur de couple automobile ou de la propulsion de poussée dans un navire (marin), les hélices constituent généralement la conception idéale.

L'usinage CNC LJZ peut offrir à nos clients:

• Usinage de précision à 5 axes pour un travail sensible au temps afin de compléter des travaux de géométrie de lame plus complexes pour l'aérospatiale ou l'industrie de l'énergie.

• Un guichet unique pour le travail de bout en bout-du CFD au post-traitement.

• Expérience d'usinage avec des types de matériaux courants tels que les aciers inoxydables, le titane et les polymères techniques.

Pourquoi choisir LJZ CNC?

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