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Célula automatizada de recuperaciónde álabes de aviación

28 BIEMH. Jornadas técnicas sobre fabricación aditiva

03/06/2014

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Índice

¿Qué es?

Estado del arte

Diseño y dimensionamiento

Funcionamiento de la célula

Resumen

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Índice

¿Qué es?

Estado del arte

Diseño y dimensionamiento

Funcionamiento de la célula

Resumen

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¿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)

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¿Qué es?

● Álabes de compresión● Daños por objetos externos (FOD)● Desgaste de borde (LE y TE)● Desgaste del TIP

ﾺ P334

P334

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Índice

¿Qué es?

Estado del arte

Diseño y dimensionamiento

Funcionamiento de la célula

Resumen

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Estado del arte

1. Limpieza y eliminaciónde recubrimientos

3. Aporte de material

4. Forma final:Mecanizado / Pulido

6. Inspección Final:Interna / Geometría / Grietas

5. Tratamientos superficialesTratamientos térmicos

● Proceso de reparación de los álabes de compresor

2. Analizar reparabilidad:Geometría / Grietas

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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

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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.

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Índice

¿Qué es?

Estado del arte

Diseño y dimensionamiento

Funcionamiento de la célula

Resumen

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Diseño ydimensionamiento

● Requisitos técnicos:

● Gran variabilidad en los álabes

● Estrictos requisitos de porosidad

● Resistencia a la fatiga

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Diseño ydimensionamiento

Objetivo:40.000

Piezas/año

Jonada lab:16 horas

TiempoCladding:

5 min

TiempoMecanizado:

8min

T. ciclo obj:5 min

Cuello debotella:

Mecanizado

2 centros de mecanizado

1 máquina de aporte

● Requisitosproductivos

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Diseño ydimensionamiento

1. Limpieza y eliminaciónde recubrimientos

2. Analizar reparabilidad:Geometría / Grietas

6. Inspección Final:Interna / Geometría / Grietas

5. Tratamientos superficialesTratamientos térmicos

● Proceso de reparación de los álabes de compresor

3. Aporte de material

4. Forma final:Mecanizado / Pulido

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Diseño ydimensionamiento

● Tecnología de aporte LASER CLADDING PLASMA

Tasa de aporte Menor Mayor

Creces Menores Mayores

Tiempo de enfriamiento Bajo Alto

HAZ Pequeño Grande

Tamaño de grano Menor Mayor

Prop. Mecánicas Mejores Peores

Requisitos de fatiga

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Diseño ydimensionamiento

8 Pallets. ● Asegurar ocupación de máquinas

● 2 álabes / utillaje● Reducción de tiempo de ciclo.● Aumento de coste.

● Centros de mecanizado.● 2 procesos:

– Premecanizado: TIP– Postmecanizado: Forma final

●

● Centros de mecanizado.● 2 procesos:

– Premecanizado: TIP– Postmecanizado: Forma final

●

2 máquinas igualesTiempos de cicloFlexibilidad

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¿Qué es?

Estado del arte

Diseño y dimensionamiento

Funcionamiento de la célula

Resumen

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Funcionamientode la célula

● Solución llave en mano:● 40.000 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

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Funcionamientode la célula

● Panel de mando● Trazabilidad.● Selección de referencia.● Estado de cada máquina.● Diagnóstico.● Producción.

● Gestión de la producción íntegra.

● 8 pallets.

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Funcionamientode la célula

● Premecanizado● Verificación del P/N del álabe● Mecanizado del TIP y rebarbado.● Desarrollo de proceso de mecanizado

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Funcionamientode la célula

● Limpieza● Desengrasado por US.● Aclarado.● Secado por aire

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Funcionamientode la célula

● Recrecido por láser● Detección de pieza y generación de trayectorias con parámetros locales.

● Aporte de material por “láser cladding”.

● Inspección geométrica después de soldadura.

- Inspección de cuerda.- Inspección de área.- Soldadura.

- Boquilla coaxial.- Atmósfera inerte.- Láser de fibra.

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Funcionamientode la célula

● Recrecido por láser

● Lo conseguido:– Mayor resistencia a fatiga– Mínima porosidad– Menor HAZ– Mayor aproximación a pieza final

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Funcionamientode la célula

● Postmecanizado● Definición de estrategia de mecanizado en 5 ejes.● Definición de condiciones de mecanizado.

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Funcionamientode la célula

● Postmecanizado● Determinación de la geometría real

● Mecanizado final con compensación de hta.

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¿Qué es?

Estado del arte

Diseño y dimensionamiento

Funcionamiento de la célula

Resumen

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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.

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Ruegos y preguntas

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Xabier Peñaranda Roviraxpenaranda@ideko.es

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