Bladmetingen op hoge snelheid

Rotorbladen en turbineschoepen in de nieuwste generatie straalmotoren zijn een indrukwekkende prestatie in termen van ontwerp en engineering. Maar hun complexiteit zijn een uitdaging voor conventionele rotorbladinspectietechnologieën. De rotorbladen en turbineschoepen van vandaag de dag gebruiken over het algemeen een combinatie van een koolstofvezelcomposiet bladprofiel met een voorrand van een titaniumlegering. Dankzij geavanceerde productiemethoden is het mogelijk aerodynamisch efficiënte samengestelde rotorbladen te creëren met complexe driedimensionale vormen, dunne dwarsdoorsnedes, gebieden met verschillende diktes en
kleine afrondingsstralen langs de randen.

Het resulterende ontwerp biedt prestatievoordelen zoals verminderd gewicht van de straalmotor, minder brandstofverbruik en verbeterde duurzaamheid van de motor. Maar ze produceren tevens complexe rotorbladvormen die metingen op hoge snelheid in de weg kunnen staan, vooral als het ook noodzakelijk is om strakke toleranties aan te houden. 

Het evenwicht vinden

Een balans tussen snelheid en hoge nauwkeurigheid kan echter worden gerealiseerd door een combinatie van de juiste optische sensor en tastsonde. De taster moet nauwkeurig genoeg zijn om de cruciale uitlijning van de rotorbladvoet te kunnen uitvoeren die de basis vormt voor alle daarop volgende metingen. En hij moet ook sterk hellende oppervlakken meten in de vorm van firtree- of dovetailvoeten, die niet makkelijk bereikbaar zijn voor een optische sensor. De HP-S-X1C scantaster van Hexagon combineert nauwkeurigheid en flexibiliteit door zowel in punt-tot-punt- als ononderbroken scanmodus te meten, waardoor hij perfect is voor deze taak.

Ondertussen moet de witlicht-sensor in staat zijn allerlei matte en reflecterende materialen te meten, waaronder koolstofvezel. Het is ook belangrijk om het inspectiebereik en de flexibiliteit daarvan te verbeteren door te kiezen voor een optische sensor die horizontaal gefixeerd is op de z-as.

Zowel de sonde als de optische sensor moeten worden gebruikt in combinatie met een coördinatenmeetmachine die nauwkeurig is afgestemd op nauwkeurigheid en die groot genoeg is om grote onderdelen te meten, zoals de Leitz Reference BX, wat een CMM is die speciaal is toegespitst op het meten van rotorbladen en turbineschoepen tot 900 mm in hoogte.

Het beste profiel vastleggen

De Precitec S3 optische witlicht-sensor van Hexagon is marktleider in contactloze rotorbladmetingen en is compatibel met de Leitz Reference BX. Naast de mogelijkheid om metingen te nemen van allerlei matte en reflecterende oppervlakken, is de PRECITEC S3 ontworpen om snel een gedetailleerd profiel vast te leggen, zelfs op de zeer kleine afrondingsstralen van de randen van rotorbladen en turbineschoepen in vliegtuigmotoren. Dit is mogelijk door het samenbrengen van scanmogelijkheden op vier assen, horizontale sensoruitlijning en een groot meetbereik van 3 mm, wat samen een goede toegankelijkheid van het rotorbladprofiel garandeert

Dat is de reden dat de PRECITEC S3 de meetcyclustijden kan verkorten tot wel 50% in vergelijking met traditionele tastmetingen. Dit is deels mogelijk omdat er geen contact is met het onderdeel, wat de scansnelheid zou reduceren, waardoor de optische scan op vier assen gebruik kan maken van het volledige dynamische bereik van de CMM. En met een data-inwinsnelheid tijdens het scannen van 1000 punten per seconde levert de PRECITEC S3 een hoge puntendichtheid. Meettijd wordt ook verkort omdat optische rotorbladinspectie slechts één scan per profielsectie vereist, in tegenstelling tot tastmetingen die twee scans nodig hebben.

Om de efficiëntie verder te verhogen tijdens het wisselen tussen optische sensoren en tasters, is het van essentieel belang om een automatische tasterwisselaar toe te passen.SENMATION SX van Hexagon maakt het mogelijk om in minder dan dertig seconden te wisselen tussen optische sensoren en tasters en dankzij zijn automatische sensorherkenningssysteem hoeft er niet opnieuw te worden gekalibreerd.

Door de Leitz Reference BX CMM te combineren met de nauwkeurigheid, snelheid en flexibiliteit van zowel de HP-S-X1C-taster als de PRECITEC S3 optische sensor, en de automatische sensorwisseling van de SENMATION SX, kunnen rotorbladproducenten hun doorvoer aanzienlijk vergroten zonder in te boeten op nauwkeurigheid.