经济性更强的发动机叶片冷却孔激光加工方法

经济性更强的发动机叶片冷却孔激光加工方法



2012-05-14





[据www.industrysourcing.com网站2012年4月底报导]北美LASERDYNE SYSTEMS一家从事激光加工公司的技术主管称，激光加工发动机叶片冷却成形孔与电火花加工相比不仅加工速度快，而且制造过程灵活性更强，是较经济性的加工方法。
电火花加工采用成形电极，电极采用铜条很容易成形，经济性好。但是其生产周期长，孔角度和位置变量不易控制，返工率高。此外，发动机涡轮部件采用热障涂层后也致使电火花加工不能使用。热障涂层由各种成份组成，大部分无导电性。而电火花加工则需要材料具有导电性。因此，激光钻热障涂层零件孔成为广泛接受的加工方法。
该公司研究了双激光源加工叶片成形孔的方法。第一个激光源用于成形校准孔。这束激光理想特征是具有高脉冲能量（45焦耳），脉冲重复频率在200Hz量级以及高亮度（束质量）。采用Nd:YAG激光器时，参数选择如下：
 200mm 焦距镜头
 1 毫秒脉冲宽度
 180 瓦功率
 12 Hz脉冲频率
 这些参数一般会使激光束聚焦在直径0.015 英寸（0.38 mm）上，且峰值功率密度达1.25 x 107瓦/cm2
第二束激光源用于融化或去除微米厚度的材料，形成孔的扩散部分。这部分一般采用短脉冲（微米或几十纳秒），低功率和高频率（kHz）激光器加工。这种激光器会慢慢融化热障涂层和金属，其加工参数类似于激光打标记时所用参数。
从上述加工过程可以看出，第二个激光源去除材料的过程较慢，相对于第一束激光很快的成形校准孔的过程来说，使双束激光加工效率受到限制，而且从设备投资角度来说也较大。
北美LASERDYNE SYSTEMS公司介绍了一种CONVERGENT LASERS CL50k激光器，可同时产生钻孔所需的高能量较长脉冲，以及加工孔扩散部分的较短、较高频和低功率脉冲，从而避免使用双激光源所带来的上述弊端。此外，他们还介绍了使用双信息处理器和LASERDYNE CylPerf应用程序，对激光加工路径进行编程和计算，从而提高加工效率。（中国航空工业发展研究中心  任晓华）






http://www.dsti.net/Information/News/75530经济性更强的发动机叶片冷却孔激光加工方法



2012-05-14





[据www.industrysourcing.com网站2012年4月底报导]北美LASERDYNE SYSTEMS一家从事激光加工公司的技术主管称，激光加工发动机叶片冷却成形孔与电火花加工相比不仅加工速度快，而且制造过程灵活性更强，是较经济性的加工方法。
电火花加工采用成形电极，电极采用铜条很容易成形，经济性好。但是其生产周期长，孔角度和位置变量不易控制，返工率高。此外，发动机涡轮部件采用热障涂层后也致使电火花加工不能使用。热障涂层由各种成份组成，大部分无导电性。而电火花加工则需要材料具有导电性。因此，激光钻热障涂层零件孔成为广泛接受的加工方法。
该公司研究了双激光源加工叶片成形孔的方法。第一个激光源用于成形校准孔。这束激光理想特征是具有高脉冲能量（45焦耳），脉冲重复频率在200Hz量级以及高亮度（束质量）。采用Nd:YAG激光器时，参数选择如下：
 200mm 焦距镜头
 1 毫秒脉冲宽度
 180 瓦功率
 12 Hz脉冲频率
 这些参数一般会使激光束聚焦在直径0.015 英寸（0.38 mm）上，且峰值功率密度达1.25 x 107瓦/cm2
第二束激光源用于融化或去除微米厚度的材料，形成孔的扩散部分。这部分一般采用短脉冲（微米或几十纳秒），低功率和高频率（kHz）激光器加工。这种激光器会慢慢融化热障涂层和金属，其加工参数类似于激光打标记时所用参数。
从上述加工过程可以看出，第二个激光源去除材料的过程较慢，相对于第一束激光很快的成形校准孔的过程来说，使双束激光加工效率受到限制，而且从设备投资角度来说也较大。
北美LASERDYNE SYSTEMS公司介绍了一种CONVERGENT LASERS CL50k激光器，可同时产生钻孔所需的高能量较长脉冲，以及加工孔扩散部分的较短、较高频和低功率脉冲，从而避免使用双激光源所带来的上述弊端。此外，他们还介绍了使用双信息处理器和LASERDYNE CylPerf应用程序，对激光加工路径进行编程和计算，从而提高加工效率。（中国航空工业发展研究中心  任晓华）






http://www.dsti.net/Information/News/75530