01
Cyflwyniad i'r Erthygl hon
Mae technoleg laser tra chyflym yn dechnoleg ddatblygedig sy'n cynhyrchu corbys golau dwysedd uchel mewn cyfnod byr iawn, ac mae ei chymwysiadau yn y maes awyrofod yn denu mwy a mwy o sylw. Mae'r dechnoleg hon yn enwog am ei pherfformiad rhagorol mewn mesur, gweithgynhyrchu a chyfathrebu, ac mae ei chymhwysiad eang mewn peirianneg awyrofod yn darparu posibiliadau newydd ar gyfer gwella perfformiad a diogelwch awyrennau.
Yn gyffredinol, mae laserau gwibgyswllt yn cyfeirio at laserau â lled pwls o lai na 10 ^-12 eiliad, yn bennaf gan gynnwys laserau femtosecond (1 fs=10^-15 s) a laserau picosecond (1 ps=10^-12 s). Oherwydd bod corbys laser gwibgyswllt yn gweithredu am gyfnod byr iawn, gallant gynhyrchu pŵer brig uchel iawn ar unwaith. Felly, yn wahanol i ddulliau prosesu laser cyffredin sy'n gweithredu ar ddeunyddiau trwy effeithiau ffotothermol, mecanwaith prosesu laserau ultrafast yw amsugno cyflwr electronig uniongyrchol, sy'n trosglwyddo egni i dellt y deunydd, yn torri ei fondiau, ac yn olaf yn ei daflu allan fel plasma. Ar ben hynny, yn wahanol i brosesu thermol laserau parhaus cyffredin, mae prosesu laser tra chyflym yn cyd-fynd yn fwy â dull "prosesu oer". O safbwynt y mecanwaith rhyngweithio rhwng y laser a'r deunydd, gall prosesu laser femtosecond gyflawni cywirdeb uchel, parthau lleiaf yr effeithir arnynt gan thermol, dim toddi thermol, dim haen wedi'i ail-gastio, a dim microcracks. Mae'n un o'r dulliau gorau i wella cywirdeb wyneb llafn tyrbin ffurfio twll oeri ffilm mewn peiriannau hedfan.
02 Cymwysiadau Penodol (1) Peiriannu Twll Ffilm Nwy o Blades Tyrbin Aeroengine
Fel elfen graidd o injan aero, mae dyluniad, ansawdd gweithgynhyrchu a pherfformiad gweithredol llafnau tyrbin yn effeithio ar fywyd gwasanaeth yr injan. Yn gyffredinol, mae haenau rhwystr thermol yn cael eu gosod ar wyneb aloion tymheredd uchel i roi gwydnwch uchel i'r llafnau, plastigrwydd uchel, ymwrthedd cyrydiad, a-gwrthiant tymheredd uchel. Yn ogystal, mae strwythurau twll ffilm nwy wedi'u cynllunio ar yr wyneb. Trwy ryddhau aer oer o'r tu mewn i'r gydran, a chreu llif aer trwy dyllau bach, mae ffilm amddiffynnol aer oer yn ffurfio ar yr wyneb, gan ynysu nwy poeth ac amddiffyn y gydran. Fodd bynnag, mae anfanteision i ddulliau prosesu presennol, megis peiriannu rhyddhau trydanol a pheiriannu laser pwls hir, gan gynnwys haenau rhwystr thermol an-ddargludol, dadlaminiad cotio, craciau, a naddu cotio, sy'n ei gwneud hi'n anodd cynhyrchu tyllau bach wedi'u ffurfio'n dda.
Gyda datblygiad technoleg prosesu laser tra chyflym, mae laserau femtosecond bellach wedi'u defnyddio i greu tyllau nwy ar lafnau tyrbinau heb ddadlaminiad na chraciau cotio, a chyda dimensiynau'n bodloni gofynion technegol. Mae hyn yn darparu technoleg newydd ar gyfer gweithgynhyrchu tyllau ffilm nwy mewn cydrannau aeroengine.
Mae peiriannu nifer o dyllau oeri ffilmiau nwy ar lafnau tyrbinau wedi'u gorchuddio â rhwystr thermol yn hanfodol ar gyfer cymhwyso peiriannau gwthio uchel i bwysau, perfformiad uchel, gan osod gofynion uwch ar gyfer peiriannu'r llafnau hyn wedi'u gorchuddio. Mae technoleg prosesu tyllau micro laser femtosecond, gyda'i fanteision o gywirdeb uchel, ansawdd uchel, a phrosesu oer, yn galluogi peiriannu tyllau micro o ansawdd uchel ar gyfer peiriannau. Gyda gwelliannau parhaus mewn technoleg drilio laser femtosecond, mae bellach yn bosibl cyflawni peiriannu manwl uchel o dyllau ffilm nwy ar rwystr thermol-llafn wedi'u gorchuddio heb ail-doddi haenau, micrograciau, neu wres- parthau yr effeithir arnynt, tra'n sicrhau nad yw'r rhwystr thermol neu'r gorchudd du yn diffodd ar ôl prosesu. Felly, mae technoleg prosesu tyllau micro-femtosecond laser ar fin dod yn ddull pwysig ar gyfer gweithgynhyrchu tyllau ffilm nwy ar lafnau tyrbinau wedi'u gorchuddio â rhwystr thermol.
(2) Peiriannu Tyllau Oeri Ffilm yn Siambr Hylosgi Peiriannau Aero
Mae'r tiwb fflam yn brif elfen o siambr hylosgi'r injan aero ac yn un o'r rhannau pwysicaf sy'n gwrthsefyll gwres. Er mwyn sicrhau bod y tiwb fflam yn gweithredu'n sefydlog ac yn barhaus o dan amodau tymheredd uchel iawn, rhaid ei oeri. Ar hyn o bryd, mae dull cyffredin yn cynnwys cyfuniad o haenau a thylliadau. Gall defnyddio peiriannu laser pwls hir achosi diffygion megis abladiad cotio, tasgu, a naddu ymyl, sy'n effeithio'n sylweddol ar fywyd gwasanaeth y tiwb fflam. Ar hyn o bryd, gall defnyddio peiriannu laser picosecond gynhyrchu tyllau oeri ffilm heb unrhyw ddadlaminiad arwynebedd mawr neu fflawio ar yr wyneb, a dimensiynau sy'n bodloni gofynion technegol, fel y dangosir yn Ffigurau 2 a 3.
(3) Peiriannu rhigolau Siâp Arbennig- mewn Aero Engines
Mae perfformiad selio yn cael effaith bwysig ar berfformiad peiriannau aero. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiad y diwydiant hedfan, mae perfformiad injan wedi bod yn gwella'n raddol, ac mae'r amodau gweithredu wedi dod yn fwyfwy cymhleth. Mae methiannau a achosir gan ddiffygion sêl injan ar gynnydd, ac mae angen mynd i'r afael â'r problemau hyn ar frys. Felly, cynigiwyd gofynion newydd ar gyfer technoleg selio injan. Mae morloi blaen bys yn fath newydd o ddyfais y gellir ei ddefnyddio ar gyfer selio'r brif siambr ddwyn a llwybrau llif aer peiriannau aero. Mae peiriannu cydrannau sêl blaen bysedd yn gofyn am drachywiredd uchel. Ni all peiriannu mecanyddol cyfredol, peiriannu rhyddhau trydan, a pheiriannu laser pwls hir ddatrys materion fel ystof ac anffurfiad a gynhyrchir wrth brosesu. Fodd bynnag, mae laserau femtosecond, oherwydd eu dwysedd ynni hynod o uchel ac amser prosesu byr iawn, yn sicrhau effeithlonrwydd a manwl gywirdeb uchel yn y broses beiriannu. Nid oes unrhyw ddiffygion fel haenau wedi'u hail-gastio, craciau, neu burrs yn ymddangos ar gydrannau sêl blaen bysedd, gan ddarparu dull newydd ar gyfer peiriannu rhigolau siâp arbennig mewn rhannau injan aero manwl uchel.
03
Casgliadau a Rhagolygon
Fel technoleg prosesu a saernïo deunydd uwch, mae gan brosesu laser tra chyflym ragolygon cymhwyso eang ym maes gweithgynhyrchu peiriannau awyrofod. Yn y cais peirianneg o brosesu laser tra chyflym, dylid dewis paramedrau proses laser gwahanol yn ôl nodweddion deunydd i leihau camau proses, gwella effeithlonrwydd prosesu, a sicrhau cywirdeb ffurfio deunydd, ansawdd a dimensiynau. Gyda datblygiad technoleg laser tra chyflym a gwella optimeiddio prosesau, bydd materion megis effeithlonrwydd prosesu isel a thrwch peiriannadwy cyfyngedig yn cael eu datrys yn effeithiol. At hynny, y dechnoleg prosesu laser pwls deuol, sy'n cyfuno prosesu laser tra chyflym â phrosesu laser pwls hir, fydd y cyfeiriad yn y dyfodol ar gyfer gwella ansawdd ac effeithlonrwydd.
