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Produkt

Laufräder

Verkleidete und unverkleidete Laufräder aus massivem Material gefräst, wobei das grundlegende Problem darin besteht, einen Fräser in einen Kanal einzuführen, der schmaler ist als der Werkzeugkopf.

ISO 9001 zertifiziert 5-Achsen-Simultan Titan und Inconel 718 EN 10204 3.1 / 3.2

Der Kanal ist schmaler als der Werkzeugkopf. Senden Sie die Geometrie – unbedeckt, bedeckt, Splitterblätter – und wir werden sagen, wie der Schneidkopf die letzten paar Millimeter erreicht. Senden Sie eine Laufradzeichnung

Definition

Was wir unter einem Laufrad verstehen

Ein Laufrad ist eine rotierende Komponente, die Energie auf eine Flüssigkeit überträgt: ein Nabenstück, eine Reihe gebogener Schaufeln und – bei einem ummantelten Design – eine Abdeckung, die den Strömungskanal abschließt. Es aus einem Stück zu fertigen bedeutet, Nabe, Schaufeln und Ummantelungsflächen aus einem Stück Material herzustellen, anstatt separate Elemente zu verbinden.

Das Bearbeitungsproblem ist der Zugang. Bei einem abgeschirmten oder dicht gepackten Design kann der Spalt zwischen benachbarten Schaufeln schmaler als der Fräskopf sein, sodass der einzige Zugang darin besteht, das Werkzeug oder das Werkstück zu kippen, bis der Schaft die benachbarte Schaufel passiert, während die Schneide eingreift. Das ist ein Fünf-Achsen-Problem, und deshalb sind Laufräder und Blisks die Teile, die eine Luftfahrtwerkstatt von einer allgemeinen unterscheiden.

Verwandte Fähigkeit: 5-Achsen-Bearbeitung · Blisks / IBR

BildplatzShrouded impeller with closed flow channelsBild 1: Abgedeckte Laufradkomponente mit Prozesszeichnung (Mehrblatt-Integrierte Fräsung)

Typische Anwendungen

Wo diese Teile laufen

Zentrifugalkompressoren

Prozess- und Kältekompressoren sowie Kompressorstufen im industriellen Gaseinsatz.

Pumpen & Gebläse

Pumpenlaufräder für hohen Druck, Gebläseräder und Umwälzrotoren, einschließlich Legierungen für korrosiven Einsatz.

Turbomaschinen

Turbolader- und Expanderlaufräder, Verdichter von Hilfstriebwerken und Prüfvorrichtungs-Rotoren.

Luftfahrttriebwerkszubehör

Hilfs- und Spülluftverdichterstufen, Rotoren von Kraftstoff- und Schmiermittelpumpen.

Entwicklung & Test

Prototypen und Aufbau von Laufrädern, bei denen die Geometrie iteriert wird und die Wiederholbarkeit zwischen den Fertigungen wichtig ist.

Überarbeitung & Ersatz

Ersatzlaufräder nach Originalzeichnungen und Bergungsarbeiten werden fallweise bewertet.

Materialbereich

Materialien, die wir für Laufräder bearbeiten

Titanium ist unser Heimspiel — unsere Gruppe schmilzt, walzt und schmiedet es in Baoji — aber Impeller laufen in jeder Familie unten.

Materialfamilie Repräsentative Noten Warum es gewählt wird
Titan und Titanlegierungen GR1–GR12, TA / TB / TC Serie, TC4 / GR5 Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und Korrosionsbeständigkeit; die Standardwahl für rotierende Kompressorteile.
Nickelbasierte Hochtemperaturlegierungen Inconel 718 und vergleichbare Qualitäten Hochtemperaturfestigkeit und Kriechresistenz in heißen Bereichen.
Luft- und Raumfahrt-Aluminium Hochfeste geschmiedete Legierungen Geringe rotierende Masse, wo die Betriebstemperatur dies zulässt.
Edelstahl 17-4PH, austenitische und martensitische Sorten Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit im Pumpen- und Prozessbetrieb.
  • Titan — GR1–GR12
  • Titanlegierungen — TA / TB / TC Serie
  • TC4 / Ti-6Al-4V (GR5)
  • Inconel 718
  • 17-4PH Edelstahl
  • Luft- und Raumfahrt-Aluminium

Alles Material wird mit EN 10204 3.1- oder 3.2-Zertifizierung geliefert, die auf die Chargennummer zurückverfolgbar ist. Titanlegierungen und Spezifikationen → · GB / ASTM / EN / JIS Äquivalenz →

Dienstleistungsvergleich

Titan gegen ein niedriglegiertes Stahllaufrad

Stahllaufräder sind in der Anschaffung günstiger und bei sauberem, trockenem Einsatz ausreichend. Im korrosiven Betrieb verschiebt sich der Kostenfaktor jedoch: Die Kosten fallen hier für Ersatzteile, Inspektionen und ausgefallene Betriebsstunden an, nicht am Verkaufstresen.

Aspekt Niedriglegierter Stahl Laufrad Titanlaufrad
Korrosion bei Chlorid- oder nassem CO2-Einsatz Korrodiert; hängt von einer Beschichtung oder häufigem Austausch ab. Ein passiver Oxidfilm widersteht Chloriden und feuchtem CO2 ohne Beschichtung.
Erosion und Erosionskorrosion Dickenverlust an der Vorderkante des Blatts; das Profil driftet. Deutlich widerstandsfähiger, sodass die Klingenprofile ihre Form behalten.
Überholungsintervall Kurz und wird durch den Oberflächenabbau bestimmt, nicht durch eine Verschleißgrenze. Länger, weil die Oberfläche nicht der begrenzende Mechanismus ist.
Inspektionshäufigkeit Hoch — Wandverlust und Risse müssen überwacht werden. Niedriger, weil Wandverlust nicht der bestimmende Versagensmodus ist.
Gewicht und Rotormasse Schwerer, also mehr Traglast und Anlaufdrehmoment. Geringere Dichte, also weniger Trägheit und geringere Lagerbelastung bei gleicher Geometrie.

Relativ, kein Zitat. Wie viel ein Titanium-Laufrad tatsächlich einspart, hängt von Ihrem Prozessfluid, dem Arbeitszyklus und Ihren eigenen Wartungs- und Stillstandskosten ab. Wir veröffentlichen keinen Lebensdauerfaktor oder eine jährliche Einsparung, weil beides ohne Ihre Betriebsdaten nicht ehrlich wäre. Senden Sie uns die Betriebsdaten und wir sagen Ihnen, was das Material darin bewirkt.

Prozess & Ausrüstung

Wie hier ein Laufrad bearbeitet wird

Ein Laufrad nutzt vier der fünf internen Betriebsabläufe. Nichts in dieser Abfolge verlässt das Gebäude.

Gewendete Vormform

Zapfen, Bohrung und Bezugsflächen auf einer CNC-Drehmaschine hergestellt. Dies sind die Oberflächen, von denen die 5-Achsen-Arbeit ausgerichtet wird.

CNC-Drehen
→

Kanalgerauigkeit

Material zwischen den Klingen entfernt, mit ausgewogenem Restmaterial für die Endbearbeitung, wobei die Nabe gestützt bleibt.

5-Achsen
→

Klingen- und Nabenbearbeitung

Simultane 5-Achsen-Bearbeitung von Blattoberflächen, gegebenenfalls von Splitterblättern, und Nabenradiusstellen.

5-Achsen
→

Bohrung- und Sitzbearbeitung

Endbohrung, Dichtflächen und Montagefunktionen durch Drehen oder Schleifen gemäß Zeichnung bearbeitet.

Drehen / Schleifen
→

Kantenarbeit & Gleichgewicht

Gesteuerte Kantenabrundung und Mischen bis zu den Zeichenbegrenzungen, dann Ausbalancieren, wo angegeben.

Montage
5-Achsen fertiggestelltTC4 titanium impeller, 5-axis machinedTC4-Titanlaufrad — 5-Achsen-Schaufelprofilbearbeitung
5-Achsen fertiggestelltTC4 titanium impeller, 5-axis machined (alternate view)TC4 Titanschaufelrad — 5-Achsen-Bearbeitung, eine andere Ansicht
BearbeitungsvorgangFive-axis impeller machining in progress, tool tilted into the blade channelImpeller 5-Achsen-Bearbeitung — Werkzeug erreicht die Schaufelkanäle
Fertiggestellter TeilLarge finished impeller component on inspection benchGroßer Laufrad / Blisk — fertig, auf dem Prüftisch

Verwendete Achsen. Die Laufradblätter und -kanäle werden auf simultanen 5-Achsen-Maschinen bearbeitet. Die Vorform und Bohrarbeiten werden gedreht, und jede Dichtfläche, die einen geschliffenen Abschluss erfordert, wird intern geschliffen. Siehe die Fähigkeitsbereich für Grenzen.

Inspektion und Abnahme

Wie das Bauteil nachgewiesen wird, bevor es versendet wird

  • Materialzertifizierung. EN 10204 3.1 oder 3.2, mit Chemie und mechanischen Eigenschaften, die auf Chargen- und Schmelznummer zurückverfolgt werden können.
  • Zerstörungsfreie Prüfung. UT, PT und RT werden gemäß den in Ihrer Zeichnung angegebenen Spezifikationen durchgeführt – UT am Rohmaterial, PT an den fertigen Klingensoberflächen, wo erforderlich.
  • Dimensionale Überprüfung. On-Maschinen-Abtastung, während das Teil noch eingespannt ist, gefolgt von einem vollständigen Maßbericht gemäß der Zeichnung, einschließlich Schaufelprofil und Positionsmerkmale.
  • Erste Artikelinspektion. FAI zu AS9102 auf Anfrage verfügbar, mit der Merkmalsliste und der vor der Produktion vereinbarten ballonierten Zeichnung.

Qualitätssystem und Dokumentenpaket →

KMGNANO CMM in the inspection room — granite table, Rational DMISBild: NANO CMM (Granittisch, Rational DMIS)

Häufig gestellte Fragen

Häufige Fragen zu Laufrädern

Verhüllt oder unverhüllt – können Sie beides maschinell bearbeiten?

Beide, mit unterschiedlichen Zugriffsstrategien. Ein unbelüfteter Laufrad wird mit den offenen Blätterflächen bearbeitet. Ein geschlossener Entwurf schließt den Kanal, sodass der Werkzeugzugang, der Neigungswinkel und der Schaftspiel gegen die tatsächliche Durchgangsgeometrie geplant werden müssen. Senden Sie das Modell und wir werden die Machbarkeit bestätigen, bevor wir ein Angebot machen.

Aus massivem Material oder aus einer nahezu fertigen Schmiedung gefertigt?

Beide Wege sind möglich. Die Bearbeitung aus Vollmaterial bietet vollständige Rückverfolgbarkeit des Materials und vermeidet die Durchlaufzeit beim Schmieden; ein nahezu nettes Rohteil reduziert die Zykluszeit und den Werkzeugverbrauch bei größeren Teilen. Wo die Geometrie beides zulässt, werden wir den Kompromiss anbieten.

Können Sie an einer vorhandenen Laufradzeichnung ohne 3D-Modell arbeiten?

Eine 2D-Zeichnung mit vollständigen Schaufelsektionsdaten ist bearbeitbar, aber ein STEP- oder IGES-Modell liefert ein genaueres Ergebnis und ein schnelleres Angebot. Wenn nur 2D-Daten vorhanden sind, senden Sie diese, und wir werden Ihnen mitteilen, welche zusätzlichen Definitionen benötigt werden.

Bieten Sie Ausgleich an?

Das Auswuchten wird dort angeordnet, wo es auf der Zeichnung angegeben ist; die erreichbare Güte hängt vom Bauteil und der angegebenen Methode ab. Geben Sie die Anforderung in der Anfrage an und wir bestätigen, was erfüllt werden kann und wie es dokumentiert wird.

Was ist Titan der Klasse 5 und warum ist es der Standard für Laufräder?

Grad 5 — Ti-6Al-4V, im chinesischen System als TC4 bezeichnet — ist eine Alpha-Beta-Legierung und das Arbeitspferd des Titans: hohe spezifische Festigkeit, gutes Ermüdungsverhalten und eine passive Oxidschicht, die Chloriden ohne Beschichtung widersteht. Für ein rotierendes Bauteil bedeutet das, dass es die Last bei einem Bruchteil des Gewichts von Stahl trägt und keinen Schutz benötigt, um in einem korrosiven Einsatz zu überleben. Wo höhere Zähigkeit gefordert ist, ist TC4 ELI (Grad 23) die Variante mit niedrigem Interstitialgehalt.

Warum Titan anstelle eines Niedriglegierungsstahl-Impellers?

Bei chloridhaltigem oder feuchtem CO2-Betrieb korrodiert und erodiert ein Impeller aus Kohlenstoff- oder niedriglegiertem Stahl, während Titan nicht korrodiert; seine geringere Dichte reduziert außerdem die Rotormasse und die Belastung der Lager. Was das in Bezug auf Lebensdauer oder Wartung wert ist, hängt von Ihrem Arbeitszyklus und dem Prozessfluid ab, daher veröffentlichen wir keinen Lebensdauerfaktor oder eine Kosteneinsparung – es ist projektspezifisch. Nennen Sie uns die Einsatzbedingungen, und wir sagen Ihnen, wie das Material darin abschneidet.

Fragen Sie nach dem Zugang, nicht nur nach der Genauigkeit. Verhüllte und unverhüllte Designs erfordern unterschiedliche Strategien, und je früher darüber gesprochen wird, desto mehr der Form bleibt bearbeitbar.

Senden Sie eine Laufradzeichnung

Laden Sie STEP-, IGES-, DWG- oder PDF-Dateien hoch. Wir werden mit dem Fertigungsablauf, den erreichbaren Toleranzen, dem Prüfplan und der Lieferzeit antworten – einschließlich einer ehrlichen Antwort, falls die Geometrie außerhalb unseres Rahmens liegt.