GE mengt lasers en water om turbineschoepen koel te houden tijdens het boren

Anonim

GE mengt lasers en water om turbineschoepen koel te houden tijdens het boren

vliegtuig

David Szondy

9 februari 2015

3 afbeeldingen

GE 's nieuwe Laser MicroJet-boorgaten in hogedruk-turbinebladen (Foto: GE Aviation)

Turbinebladen voor gebruik in straalmotoren moeten worden gemaakt van een hard, onverzettelijk exotisch materiaal dat is gemaakt volgens exacte specificaties, wat betekent dat het boren van minuscule koelgaten in de bladen het risico met zich meebrengt ze te verpesten. Om dit te voorkomen, combineert GE de hitte van de laserstraal met de koeling van de waterstraal om gaten te boren zonder de messen te verzwakken.

De binnenkant van een straalturbine is de nachtmerrie van een materiaalingenieur. Met temperaturen die die van gesmolten staal naderen, ongelooflijke drukken en brullen met hete corrosieve gassen, moeten de delen van de turbine, in het bijzonder de bladen ervan, gemaakt zijn van exotische legeringen of keramiek om te verzekeren dat ze beschermd zijn tegen schade en nauwgezet binnen de porie blijven. precieze toleranties van hun ontwerp. Om dit te bereiken, boren ingenieurs kleine gaten en kanalen in de bladen om de koellucht te laten circuleren.

De kunst is om de kleine gaatjes te boren zonder het materiaal in het mes te beschadigen. Lasers kunnen zeer nauwkeurige gaten snijden door het materiaal ter plaatse te verdampen, maar ze verwarmen ook het omringende metaal, wat de moleculaire structuur kan veranderen en verzwakken of vatbaarder maken voor corrosie door de hete gassen. Erger nog, het verdampte metaal kan terugvallen als druppels die aan de messen kunnen blijven kleven. De truc is daarom om tezelfdertijd te snijden en te koelen.

GE heeft deze truc weggevoerd dankzij een laser / water jet hybride genaamd Laser MicroJet, die werd ontwikkeld door het Zwitserse bedrijf Synova en aangepast door Charlie Hu, een industrieel productie-ingenieur bij GE Power & Water sinds 2011.

"We moesten de laserstraal opnieuw ontwerpen voor de geometrie die we nodig hadden, " zegt James Cuny, engineer bij GE Power & Water. "Voordien was de machine die voor andere toepassingen werd gebruikt, net een groot vat met een laser die eruit kwam. Het was niet erg bevorderlijk voor wat we nodig hadden. "

De MicroJet combineert de laser met een haardunne waterstraal, maar het water is meer dan een koelvloeistof. Het werkt ook als een optische vezel die de laser naar zijn doel leidt, zodat zowel straal als straal precies hetzelfde doel raken. Het water kan dan het gebied rond het nieuwe gat koelen terwijl het puin wordt weggewassen voordat het kan bezinken. Volgens GE vermindert dit niet alleen de schade veroorzaakt door het laserboren, maar maakt het ook de turbines duurzamer en in staat tot hogere snelheden.

GE zegt dat het succes met het boren van turbinebladen ertoe heeft geleid dat het bedrijf heeft gekeken naar andere toepassingen van de technologie in de luchtvaart en andere gebieden. Als onderdeel hiervan kijken Hu, GE en Synova naar het combineren van de laser met een waterstraal met een voldoende hoge druk om staal te snijden om een ​​tweesnijdend snijapparaat te produceren.

Bron: GE

GE 's nieuwe Laser MicroJet-boorgaten in hogedruk-turbinebladen (Foto: GE Aviation)

Turbinebladen moeten worden ontworpen volgens nauwkeurige specificaties (Foto: GE Power & Water)

Jet-turbinebladen worden met gaten geboord met behulp van laser zodat er koellucht doorheen kan circuleren (Foto: GE Aviation)

Wilt u een schonere, snellere laad- en reclamevrije leeservaring?
Probeer Nieuwe Atlas Plus. Schrijf je nu in voor slechts $ 19 per jaar.