Célula automatizada de recuperación de álabes de aviación. 28 BIEMH. Jornadas técnicas sobre fabricación aditiva

Transcripción

1 Célula automatizada de recuperación de álabes de aviación 28 BIEMH. Jornadas técnicas sobre fabricación aditiva 03/06/2014 1

2 Índice Qué es? Estado del arte Diseño y dimensionamiento Funcionamiento de la célula Resumen 2

3 Índice Qué es? Estado del arte Diseño y dimensionamiento Funcionamiento de la célula Resumen 3

4 Qué es? Célula automática para la reparación del TIP de los álabes de la etapa de compresión de los motores de aviación. CFM 56 (General Electric) RB 211 (Rolls-Royce) 4

5 Qué es? Álabes de compresión Daños por objetos externos (FOD) Desgaste de borde (LE y TE) Desgaste del TIP ﾺ P334 P334 5

6 Índice Qué es? Estado del arte Diseño y dimensionamiento Funcionamiento de la célula Resumen 6

7 Estado del arte Proceso de reparación de los álabes de compresor 1. Limpieza y eliminación de recubrimientos 6. Inspección Final: Interna / Geometría / Grietas 2. Analizar reparabilidad: Geometría / Grietas 5. Tratamientos superficiales Tratamientos térmicos 3. Aporte de material 4. Forma final: Mecanizado / Pulido 7

8 Estado del arte Actualmente se reparan mediante procesos poco automatizados o mano. Gran cantidad de mano de obra. Especialistas Países con bajo coste de mano de obra Tecnología fuera de Europa. Necesidad por parte de Iberia Ofrecer un servicio de reparación integral. Reducir TAT. Poder implementar nuevas P/N. Imposibilidad de competir en coste. AUTOMATIZAR 8

9 Estado del arte Automatización: Desventaja Mayor inversión inicial Ventajas. Estabilidad o repetibilidad del proceso Reducción de la intervención humana. Y costes asociados Gama ampliable sin necesidad de formación Flexibilidad DANOBAT Definición de la solución partiendo desde 0. Dimensionamiento de la célula. Tecnología de aporte. 9

10 Índice Qué es? Estado del arte Diseño y dimensionamiento Funcionamiento de la célula Resumen 10

11 Diseño y dimensionamiento Requisitos técnicos: Gran variabilidad en los álabes Estrictos requisitos de porosidad Resistencia a la fatiga 11

12 Diseño y dimensionamiento Requisitos productivos 2 centros de mecanizado Objetivo: Piezas/año Jonada lab: 16 horas T. ciclo obj: 5 min Cuello de botella: Mecanizado Tiempo Mecanizado: 8min Tiempo Cladding: 5 min 1 máquina de aporte 12

13 Diseño y dimensionamiento Proceso de reparación de los álabes de compresor 1. Limpieza y eliminación de recubrimientos 6. Inspección Final: Interna / Geometría / Grietas 2. Analizar reparabilidad: Geometría / Grietas 5. Tratamientos superficiales Tratamientos térmicos 3. Aporte de material 4. Forma final: Mecanizado / Pulido 13

14 Diseño y dimensionamiento Tecnología de aporte LASER CLADDING PLASMA Menor Mayor Menores Mayores Bajo Alto Pequeño Grande Tamaño de grano Menor Mayor Prop. Mecánicas Mejores Peores Tasa de aporte Creces Tiempo de enfriamiento HAZ Requisitos de fatiga 14

15 Diseño y dimensionamiento Centros de mecanizado. 2 procesos: Premecanizado: TIP Postmecanizado: Forma final Tiempos de ciclo Flexibilidad 2 máquinas iguales 8 Pallets. Asegurar ocupación de máquinas 2 álabes / utillaje Reducción de tiempo de ciclo. Aumento de coste. 15

16 Índice Qué es? Estado del arte Diseño y dimensionamiento Funcionamiento de la célula Resumen 16

17 Funcionamiento de la célula Solución llave en mano: piezas / año 34 P/N distintos Hasta 8 P/N al mismo tiempo 5 materiales distintos Tiempo de ciclo: 8~15 min/pallet 4 etapas: Premecanizado Limpieza Recrecido por láser Mecanizado apaptativo 17

18 Funcionamiento de la célula Panel de mando Trazabilidad. Selección de referencia. Estado de cada máquina. Diagnóstico. Producción. Gestión de la producción íntegra. 8 pallets. 18

19 Funcionamiento de la célula Premecanizado Verificación del P/N del álabe Mecanizado del TIP y rebarbado. Desarrollo de proceso de mecanizado 19

20 Funcionamiento de la célula Limpieza Desengrasado por US. Aclarado. Secado por aire 20

21 Funcionamiento de la célula Recrecido por láser Detección de pieza y generación de trayectorias con parámetros locales. - Inspección de cuerda. - Inspección de área. - Soldadura. Aporte de material por láser cladding. - Boquilla coaxial. - Atmósfera inerte. - Láser de fibra. Inspección geométrica después de soldadura. 21

22 Funcionamiento de la célula Recrecido por láser Lo conseguido: Mayor resistencia a fatiga Mínima porosidad Menor HAZ Mayor aproximación a pieza final 22

23 Funcionamiento de la célula Postmecanizado Definición de estrategia de mecanizado en 5 ejes. Definición de condiciones de mecanizado. 23

24 Funcionamiento de la célula Postmecanizado Determinación de la geometría real Mecanizado final con compensación de hta. 24

25 Índice Qué es? Estado del arte Diseño y dimensionamiento Funcionamiento de la célula Resumen 25

26 Resumen Solución llave en mano para la reparación de álabes de compresor. Definición Diseño Integración Desarrollo de proceso de premecanizado, aporte por láser y mecanizado adaptativo para todos los P/N. Sistema homologado y en producción. 26

27 Ruegos y preguntas...ruegos y preguntas... Xabier Peñaranda Rovira xpenaranda@ideko.es 27

28 Eskerrik asko Ideko-IK4ren irudi bateratua lortzeko formatuak 28