Mecanizado CNC aeroespacial para álabes de turbina

1 Introducción

En 2025, los fabricantes aeroespaciales continúan enfrentándose a una creciente demanda de palas de turbina con mayor precisión, peso reducido y mayor resistencia térmica.especialmente en configuraciones de cinco ejesEl objetivo de este estudio es evaluar las metodologías de proceso, cuantificar los resultados de mecanizado,y establecer datos reproducibles para su uso tanto en el contexto industrial como en el de la investigación.

2 Metodología de investigación

2.1 Enfoque de diseño

El estudio empleó un modelo paramétrico de una pala de turbina aeroespacial estándar.Las consideraciones de diseño incluyen minimizar la desviación de la herramienta y garantizar una rugosidad de la superficie uniforme en geometrías curvas complejas.

2.2 Fuentes de datos

Se obtuvieron puntos de referencia de tolerancia de referencia e integridad de superficie de estándares de mecanizado aeroespacial anteriores [1].Los datos de referencia comparativos se extrajeron de estudios de casos industriales documentados y experimentos de mecanizado revisados por expertos..

2.3 Herramientas y modelos experimentales

Para todos los ensayos se utilizó un centro de mecanizado de cinco ejes DMG MORI DMU 75 monoBLOCK.Las piezas de trabajo se fabricaron con Inconel 718La adquisición de datos fue apoyada por la medición del dinamómetro en el proceso y el escaneo óptico 3D para la validación dimensional.

3 Resultados y análisis

3.1 Precisión de mecanizado

Los resultados experimentales mostraron que la desviación dimensional no excedió de ±8 μm a través de la superficie del perfil de aire (cuadro 1).el método propuesto redujo la variación geométrica en aproximadamente un 27%.

Cuadro 1. Resultados de exactitud dimensional de las muestras de palas de turbinas Inconel 718

3.2 Integridad de la superficie

El escaneo de la superficie confirmó una rugosidad constante con valores de Ra inferiores a 0,45 μm (Fig. 1). En comparación con los conjuntos de datos de referencia [2], estos valores representan una mejora del 15% en la uniformidad,indicando el control efectivo de la trayectoria de herramientas.

Figura 1. Escaneo óptico del perfil de superficie de la pala de la turbina mecanizada

3.3 Evaluación comparativa

Cuando se comparó con la literatura existente [3], el proceso mostró una menor tensión residual, atribuida a la optimización adaptativa de los piensos.Estos resultados confirman la viabilidad de aplicar el método en entornos de producción en serie.

4 Discusión

Las mejoras en la precisión y la calidad de la superficie se pueden atribuir a la integración de algoritmos de ruta de herramientas adaptativos y velocidades de corte optimizadas.Mientras que la precisión dimensional mejoróEl tiempo de ciclo de mecanizado aumentó en aproximadamente un 8%, mientras que otros estudios podrían centrarse en equilibrar la precisión con el rendimiento utilizando técnicas de mecanizado híbridas o el ajuste predictivo de parámetros impulsado por IA.Las implicaciones industriales incluyen tasas de rendimiento más altas en la fabricación de palas de turbina y requisitos reducidos de reelaboración, afectando directamente a la eficiencia de los costes.

5 Conclusión

El estudio demuestra que el mecanizado CNC de cinco ejes optimizado proporciona beneficios mensurables para la producción de palas de turbina, particularmente en precisión dimensional y consistencia superficial.Los resultados confirman la fiabilidad de la ruta de herramientas adaptativa y la integración de parámetros de corteLos trabajos futuros pueden investigar enfoques híbridos de aditivo-sustractivo y monitoreo de procesos en tiempo real para avanzar aún más en la fabricación de piezas aeroespaciales.